LEONARDO (abreviatura de LEgs ONboARD drOne, o LEO para abreviar) puede caminar en una cuerda floja como los equilibristas, saltar e incluso moverse en monopatín.

Desarrollado por un equipo del Centro de Tecnologías y Sistemas Autónomos (CAST) de Caltech, LEO es el primer robot que utiliza patas de articulaciones múltiples y propulsores basados en hélices para lograr un buen grado de control sobre su equilibrio. Lo podéis ver a continuación.

Robot híbrido

LEO mide 76 centímetros de alto y está equipado con dos patas que tienen tres articulaciones accionadas, junto con cuatro propulsores de hélice montados en ángulo en los hombros del robot.

Según explica Kyunam Kim, investigador postdoctoral en Caltech y coautor principal del artículo de Science Robotics:

Los robots con una capacidad de locomoción multimodal pueden moverse a través de entornos desafiantes de manera más eficiente que los robots tradicionales al alternar adecuadamente entre sus medios de movimiento disponibles. En particular, LEO tiene como objetivo cerrar la brecha entre los dos dominios dispares de locomoción aérea y bípeda que son normalmente no se entrelazan en los sistemas robóticos existentes.

Un robot gelatinoso es capaz de operar en fosas abisales ha sido desarrollado por un grupo de investigadores chinos del Zhejiang Lab y el centro de mecánica X de la Zhejiang University (ZJU).

Para concebir el robot, capaz de operar a profundidades de diez mil metros bajo la superficie, se han inspirado en el pez caracol, un animal que es capaz de sobrevivir a una presión de casi 100 MPa gracias a su estructura: huesos distribuidos en diminutas partes de su suave cuerpo gelatinoso.

Un pez caracol robot

Este nuevo robot blando autopropulsado tiene la forma de un pez, con una longitud de 22 centímetros y una envergadura de 28 centímetros. Los componentes duros, incluidos los circuitos de control y las baterías, se distribuyen por el cuerpo gelatinoso del robot.

Gracias a esta mezcla de componentes duros y blandos, así como un nuevo actuador de elastómero dieléctrico que funciona en ambientes fríos y de alta presión de aguas profundas, el nuevo robot puede resistir la presión hidrostática de aguas profundas.

Según explica Li Guorui, primer autor de el artículo, así como un investigador senior del centro de investigación de robots inteligentes del ZJ Lab:

En comparación con el equipo tradicional de buceo profundo resistente a alta presión, el robot blando de aguas profundas se desarrolló con tecnologías completamente nuevas, que se espera que reduzcan significativamente la dificultad y el costo de la exploración de aguas profundas.

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Ahora los robots blandos ya pueden tener superfuerza gracias a estos músculos

En diciembre de 2019, el robot realizó un movimiento constante de aleteo a una profundidad de 10.900 metros en la Fosa de las Marianas.

Estos nuevos drones pueden aletear casi 500 veces por segundo, lo que le aporta al dron una resistencia similar a la de un insecto.

También puede realizar maniobras agresivas como saltos mortales en el aire". Y pesa solo 0,6 gramos, aproximadamente la masa de un abejorro grande.

Desarrollo del MIT

Estos pequeños robots aéreos del tamaño de un insecto, y desarrollados por un equipo investigador liderado en el MIT. están propulsados por una nueva clase de actuador suave, que les permite soportar los avatares físicos del vuelo en el mundo real.

Los actuadores blandos están hechos de cilindros de goma delgados recubiertos de nanotubos de carbono. Cuando se aplica voltaje a los nanotubos de carbono, estos producen una fuerza electrostática que aprieta y alarga el cilindro de goma. El alargamiento y la contracción repetidos hacen que las alas del dron se muevan rápidamente.

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Este dron con forma de serpiente se enfrenta a problemas de los drones modernos

Algún día se espera que estos robots puedan ayudar a los humanos polinizando cultivos o realizando inspecciones de maquinaria en espacios reducidos.

No es un fragmento de El monstruo de Frankenstein, de Mary Shelley: se puede animar la materia inanimada con un simple aerosol. El aerosol contiene partículas de hierro, alcohol polivinílico y gluten, que se combinan con el agua para formar pieles magnéticas pegajosas o 'pieles M'.

Gracias a las propiedades magnéticas del aerosol, se ha logrado dar vida a objetos ordinarios como papel de origami e hilo de algodón, según un estudio publicado en Science Robotics.

Milirobots

Los investigadores capturaron imágenes de los 'milirobots' rodando, nadando y caminando, pero también realizaron tareas con un propósito más relevante: procedimientos biomédicos simulados. Los catéteres robóticos navegaban por los vasos sanguíneos estrechos y las cápsulas en forma de huevo suministraban medicamentos al estómago de los conejos vivos.

Esta es la magia de este spray, que propone un enfoque minimalista para construir milirobots mediante el recubrimiento de objetos inanimados con un aerosol magnético aglutinado compuesto. Como se ve en el vídeo, el objeto real de este experimento es crear milirobots capaces de introducirse en las arterias o el estómago, y eliminar bloqueos gracias al movimiento, o bien liberar medicamentos:

Este enfoque permite cubrir una variedad de objetos unidimensionales con una película lo suficientemente delgada como para preservar el tamaño, la morfología y la estructura originales de los objetos mientras proporciona una actuación de hasta cientos de veces su propio peso. Bajo la activación de un campo magnético, los milirobots pueden demostrar una variedad de habilidades locomotoras.

Además, se puede reprogramar y desintegrar la película magnética de los milirobots en cualquier momento. El líquido comienza a desintegrarse a partir de unos ocho minutos en un ambiente fuertemente ácido (pH 1), pero su durabilidad hasta cerca de 15 minutos si se le añade una capa adicional de PVA, mientras que si se remplazan las partículas de hierro por otras de níquel podría mantenerse estable incluso más de media hora.

Uno de los primeros autores en imaginar una suerte de robot, esta vez hecho de carne, fue una mujer: Mary Shelley. Su monstruo de Frankenstein (1823) abordaba el temor de un pacto faustico con ecos prometeicos. Ochenta años más tarde, otra mujer concebía otro robot mecánico pero hecho de cera en una época en la que aún no existía el plástico o el acero: Se fabrican esposas por encargo, de Alice W. Fuller (1895).

El primer robot considerado como tal, y en el mundo real, llegaría un poco más tarde: en 1939. Su nombre era ELEKTRO.

ELEKTRO, el primer androide

ELEKTRO, este es el apodo del primer robot de la historia y fue concebido por Westinghouse Electric Corporation. Elektro medía dos metros de altura, pesaba 120 kg., podia caminar por comando de voz y decir 700 palabras (gracias a un fonógrafo de 78 rpm). Además, fumaba cigarrillos, inflaba globos y muevía la cabeza y los brazos.

Joseph Barnett, ingeniero de Westinghouse Electric Corporation, utilizó tecnología punta para crear este primer humanoide

Su cuerpo consistía en un engranaje de acero y su esqueleto de levas, y sus "ojos" fotoeléctricos podían distinguir la luz roja y verde. Su cerebro consiste en 48 relés eléctricos que funcionan como una centralita telefónica.

Elektro se encontraba en exhibición en la Feria Mundial de Nueva York en 1939 y volvio al año siguiente con su compañero Sparki, un perro robot que podía ladrar y sentarse.

Elektro llego a participar en películas como: Sex Kittens Go to College del año 1960, y aparació en la tira cómica del periódico The Amazing Spider-Man. En 1992, la banda de baile Meat Beat Manifesto produjo la canción "Original Control (Version 2)" que incluía fragmentos de los monólogos de Elektro, citando líneas como "I am Elektro" y "My brain is large than yours".

Un robot Elektro fue visto en el episodio del 24 de noviembre de 2019 de Mr.Robot , ubicado en una sala de almacenamiento del Museo de Queens que estaba cerca del sitio de la feria mundial Original 1939 y 1964.

Actualmente es propiedad del Museo Memorial de Mansfield. En 2013, Elektro se exhibió en el Museo Henry Ford en Dearborn.

Algún día, quizá, estemos rodeados de robots hechos de átomos, o tal vez de bits (dada nuestra tendencia a desmaterializar el mundo). Sea como fuere, tal vez desaparezcamos engullidos por una nueva forma de vida o una concepción vírica de la reproducción exponencial. Eso ya da para otra historia de ciencia ficción, como la que os cuento por aquí:

Los guepardos son las criaturas más rápidas en tierra, y obtienen su velocidad y poder de la flexión de sus columnas vertebrales.

Gracias a su inspiración biomecánica, ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte han logrado triplicar la velocidad de las generaciones anteriores de robots. Lo podéis ver en acción a continuación.

Robot blando

Este nuevo tipo de robot blando es capaz de moverse más rápidamente sobre superficies sólidas o en el agua que las generaciones anteriores de estas máquinas autónomos.

Los investigadores se inspiraron el guepardo para crear un tipo de robot blando que tiene una columna vertebral biestable accionada por resorte, lo que significa que el robot tiene dos estados estables.

Los robots blandos más rápidos hasta ahora podían moverse a velocidades de hasta 0.8 longitudes de cuerpo por segundo en superficies planas y sólidas. La nueva clase de robots blandos, llamados LEAP (Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance), pueden alcanzar velocidades de hasta 2,7 longitudes de cuerpo por segundo, más de tres veces más rápido, a una frecuencia de actuación baja de aproximadamente 3Hz. Estos robots LEAP "galopantes" tienen aproximadamente 7 centímetros de largo y pesan alrededor de 45 gramos.

Según explica Jie Yin, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte:

Podemos cambiar rápidamente entre estos estados estables bombeando aire a los canales que recubren el robot de silicona. Cambiar entre los dos estados libera una cantidad significativa de energía, lo que permite al robot ejercer rápidamente una fuerza contra el suelo. Esto permite que el robot galope por la superficie, lo que significa que sus pies abandonan el suelo. Los robots blandos anteriores eran rastreadores, que permanecían en contacto con el suelo en todo momento. Esto limita su velocidad.

PATRICK es un robot blando autónomo subacuático que replica artificialmente la estructura y el comportamiento de la ofiura (un invertebrado marino estrechamente relacionado con las estrellas de mar). Podéis verlo en acción en el siguiente vídeo.

El equipo desarrollador forma parte de la Universidad Carnegie Mellon.

PATRICK

En el desarrollo se consideró que el robot no debería estar vinculado a un hardware externo, ya que esto le permitiría moverse con mayor libertad, para así reproducir la capacidad de la ofiura de caminar bajo el agua de manera más efectiva.

Gracias a un control de retroalimentación, el robot elige la mejor dirección para alcanzar su objetivo y determina los actuadores activos en función de esa dirección, como se aprecia en un vídeo difundido por el equipo.

Según Zach Patterson, uno de los investigadores del estudio:

Utilizamos estas bobinas que cambian de forma como una especie de "músculo", lo que hace que las piernas del robot se doblen en las direcciones deseadas. El robot está hecho principalmente de silicona, lo que lo hace altamente flexible e impermeable. Para controlar el movimiento de PATRICK, desarrollamos varias primitivas de movimiento: patrones específicos de cambio de forma coordinados entre las extremidades que mueven el robot como un todo.

Por primera vez, investigadores del MIT han logrado diseñar sensores de piel que confieren conciencia sobre el entorno a los robots blandos.

Este hallazgo es importante porque en el campo de los robots blandos otorgar control autónomo es una tarea compleja puesto que éstos pueden moverse en un número prácticamente infinito de direcciones en cualquier momento dado.

Piel "sensorizada"

No es práctico para los robots blandos en aplicaciones del mundo real el empleo del mismo procedimiento que se usa con los robots convencionales, esto es, grandes sistemas de múltiples cámaras de captura de movimiento que proporcionan a los robots referencias sobre el movimiento y las posiciones en 3D.

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Llega el primer robot blando controlado por fluidos

Resulta mucho más eficaz un sistema de sensores blandos que cubren el cuerpo de un robot para proporcionar "propiocepción", lo que significa conciencia del movimiento y la posición de su cuerpo, tal y como han demostrado estos investigadores del MIT en un estudio publicado en la revista IEEE Robotics and Automation Letters.

Esa retroalimentación se encuentra con un nuevo modelo de aprendizaje profundo que se filtra a través del ruido y captura señales claras para estimar la configuración 3D del robot, lo que facilitará el hacer extremidades artificiales que puedan manejar y manipular objetos con mayor destreza en el entorno.

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Ahora los robots blandos ya pueden tener superfuerza gracias a estos músculos

Según Ryan Truby, primer autor del estudio en el Laboratorio de Ciencias de la Computación y Artificial del MIT (CSAIL):

Estamos sensorizando robots blandos para obtener retroalimentación para el control de los sensores, no de los sistemas de visión, utilizando un método muy fácil y rápido para la fabricación. Queremos usar estos brazos robóticos blandos, por ejemplo, para orientarnos y controlarnos automáticamente, para recoger cosas e interactuar con el mundo. Este es un primer paso hacia ese tipo de control automatizado más sofisticado.

En los experimentos, los investigadores hicieron que un brazo girara y se extendiera en configuraciones aleatorias durante aproximadamente una hora y media. Utilizaron el sistema tradicional de captura de movimiento sobre el terreno. En el entrenamiento, el modelo analizó los datos de sus sensores para predecir una configuración y comparó sus predicciones con los datos de del terreno que se recopilaban simultáneamente.

Imagen | Ryan L. Truby, MIT CSAIL

Mazinger Z fue el primer robot gigante tripulado por un protagonista, marcando las bases del género mecha. En Tarragona incluso tenemos una réplica del robot Mazinger Z de unos 10 metros de altura.

Sin embargo, se trata de solo una estatua. Hay un robot que sí se mueve y que tiene casi la misma altura que esta réplica de Mazinger Z, que está considerado el vehículo humanoide más grande que se ha construido hasta la fecha.

Es Mononofu, del que os hablamos hace un tiempo, que fue diseñado por Masaaki Nagumo, un ingeniero que de niño era un gran aficionado a la serie de anime Mobile Suit Gundam, en la que un héroe adolescente también pilotaba un robot gigante.

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Mononofu, es un enorme robot japonés de nueve metros de altura

Sin embargo, todo esto palidece si el robot, además, puede volar y es... un insecto. Concretamente, una libélula gigante.

Libélula robot

El insecto volador tiene una envergadura de 63 centímetros, una longitud de 44, y solo pesa 175 gramos. Se llama BionicOpter.

BionicOpter es un robot biónico desarrollado por el proveedor de automatización alemán Festo, y está inspirado en el vuelo de la libélula. La estructura de las cuatro alas se compone de un bastidor de fibra de carbono y un revestimiento de lámina.

Con materiales ligeros e integración de funciones, el objeto volador ultraligero puede ejecutar maniobras en cualquier sentido, mantenerse en el aire sin moverse y planear sin agitar las alas. Además, esta libélula artificial se puede controlar a través de un teléfono móvil.

Además, con su cinemática inteligente equilibra las variaciones de vuelo y garantiza un vuelo estable tanto en interiores como en exteriores.

Los camaleones son capaces de capturar presas en una fracción de segundo lanzándoles sus lenguas pegajosas. Ahora, este hito de la naturaleza ha podido ser emulado por una nueva clase de robots blandos (a diferencia de los robots rígidos, los robots blandos pueden reproducir el movimiento natural). Lo podéis ver en acción en los siguientes vídeos.

La robótica blanda es un campo de la robótica, donde utilizan piel artificial para darle más movimiento a las extensiones de los robots. Tienen exteriores flexibles, que hace que puedan tener formas cada vez más dispares y realice muchas más funciones que un robot convencional. Así, los robots del futuro se parecerán más a Baymax, el mullido protagonista de Big Hero 6.

Velocidad

Para conseguir esta velocidad, los robots presentados por investigadores de la Escuela de Ingeniería Industrial de Purdue, se fabrican con polímeros elásticos similares a las bandas de goma, con canales neumáticos internos que se expanden con la presurización, son capaces de realizar movimientos de alta potencia y alta velocidad utilizando energía elástica almacenada.

Similar al golpe de lengua del camaleón, un robot neumático pretensado es capaz de expandirse cinco veces su propia longitud, atrapar un escarabajo vivo y recuperarlo en solo 120 milisegundos. Según explica Ramses Martinez, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Industrial de Purdue:

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Ahora los robots blandos ya pueden tener superfuerza gracias a estos músculos

Creíamos que si podíamos fabricar robots capaces de realizar movimientos de gran amplitud a alta velocidad como los camaleones, entonces muchas tareas automatizadas podrían completarse con mayor precisión y de una manera mucho más rápida. Los robots convencionales generalmente se construyen con componentes duros y pesados que ralentizan su movimiento debido a la inercia. Queríamos superar ese desafío.