Una de las cosas más difíciles de conseguir en robótica es algo que casi todos los humanos poseemos de serie: Un sistema de recogida de objetos capaz de recoger muy diversas formas, pesos y resistencias sin ni romper ni que se le caigan. En nuestro caso, tal sistema se llama mano.
Pero en robótica es muy, muy difícil lograr algo similar, con las capacidades que se precisan, y que, además, sea fácil de controlar. Nuestro cuerpo posee un sistema de control complicadísimo, que es por lo tanto difícil de replicar. Es más, es tan complicado, que tardamos bastante tiempo desde que nacemos hasta que somos capaces de coger casi cualquier cosa. Luego, a pesar de su indudable versatilidad, no es un buen modelo para aplicaciones industriales, que deben ser sencillas de mantener y lo más baratas posible.
Unos investigadores del MIT y otrso centros están un paso más cercano de conseguir ese sujetador universal, fácil de hacer y mantener y que es capaz de agarrar objetos diversos en forma, tamaño y fragilidad. Y de una manera muy inesperada: usando esferas creadas con una superficie plástica arrugada como si fuera un tipo de origami, y la aplicación de vacio mecánico en su interior.
Como la siguiente fotografía muestra, es capaz de agarrar todo tipo de objetos, incluyendo varios alimentos:
Su principio de funcionamiento, como el de todas las muy buenas ideas, es engañosamente simple: Se trata de que la estructura de su membrana, al colapsarse sobre si misma cuando se hace el vacío en su interior, rodea al objeto que se desea coger, con una fuerza considerable. ¡Puede realizar 120 N de fuerza!
En la siguiente imagen se muestra mejor este funcionamiento:
Los investigadores emplearon lo que llaman la <<bola mágica>>(1) de origami, un sistema que es bien conocido por los amantes de origami, y que consiste en dobleces tales que una esfera que se aplasta vuelve al estado esférico al cesar la fuerza inicial. Cuando uno de los extremos es fijo, entonces, las tensiones son tales que el otro se cierra o abre sobre sí mismo, produciendo el deseado agarre. Esta bola mágica forma el esqueleto de sus sistema de agarre, con una lámina que lo rodea, que permite formar vacío alrededor del esqueleto como la segunda parte.
El proceso de fabricación está muy bien descrito, y parece engañosamente simple. Emplearon dos tipos de plásticos distitntos, con sus formas de fabricarlos.
Un sistema empleó goma de silicona como material plástico. Entonces, tuvieron que imprimir unos moldes con una impresora 3D, y luego usar esos moldes para hacer las 16 piezes finales de la bola.
En otro de los sistemas decidieron, como en trabajos anteriores, emplear materiales composites(2), de forma que tuvieron que diseñarlo y luego hacerle cortes de precisión con un sistema láser de cortado. Luego, usando sus propiedades de memoria de forma, lo calentaron a la temperatura de plegado y se autoensambló.
El artículo termina en sus páginas finales describiendo las pruebas de agarre de los diversos prototipos que han hecho, pero me parece que es menos interesante.
Si están interesados en leeerlo, pueden hacerlo desde este enlace, porque los autores han dispuesto que sea un artículo abierto: A Vacuum-driven Origami “Magic-ball” Soft Gripper
Notas:
(1) Un enlace donde explican como hacerla es: Origami
(2) Composites: Materiales formados por diversas capas de materiales puros distintos, que juntos forman un material con propiedades que ninguno por separado podría tener. En este caso, es un composite activo, con memoria de forma.