Brazo robótico inspirado en la trompa de elefante

Innovación: Industria

Festo

2012

Imagen: Richard Jacobs / Unsplash / CC BY SA - Reconocimiento de Creative Commons + ShareAlike

Modificar presión

Para muchos sistemas vivos, la modificación de la presión proporciona una fuerza adicional. Para otros, proporciona formas de mover el aire. Para usar la presión de manera efectiva se requiere una fuente confiable de presión, así como mecanismos para crear y liberar la presión según sea necesario. A menudo, las modificaciones en la presión dentro de un sistema vivo son creadas por el agua, aunque el aire también puede ser una fuente. Un ejemplo de un sistema de presión facilitado por el agua son las hojas marchitas que utilizan la presión hidrostática para endurecerse. Lo hacen al llevar solutos (como sales) a sus células, lo que hace que absorban agua.

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Modificar tamaño/forma/masa/volumen

Muchos sistemas vivos alteran sus propiedades físicas, como el tamaño, la forma, la masa o el volumen. Estas modificaciones ocurren en respuesta a las necesidades del sistema vivo y/o condiciones ambientales cambiantes. Por ejemplo, pueden hacer esto para moverse de manera más eficiente, escapar de los depredadores, recuperarse del daño o por muchas otras razones. Estas modificaciones requieren índices y niveles de respuesta apropiados. La modificación de cualquiera de estas propiedades requiere materiales que permitan dichos cambios, señales para realizar los cambios y mecanismos para controlarlos. Un ejemplo es el pez puercoespín, que se protege de los depredadores tomando sorbos de agua o aire para inflar su cuerpo y erguir espinas incrustadas en su piel.

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Distribuir sólidos

Los sólidos incluyen recursos como alimentos, semillas, esporas y hojas, que los sistemas vivos a veces deben mover para realizar diversas actividades, como polinizar, alimentar a sus crías o construir refugios. Para distribuir sólidos de manera efectiva, los sistemas vivos deben usar estrategias apropiadas para los tamaños y tipos de sólidos y los medios en los que existen (aire, agua u otro medio). Esto puede implicar estrategias más allá de simplemente sostener y transportar sólidos. Por ejemplo, algunas semillas son transportadas por el viento a nuevos lugares para la germinación. Otros, como las semillas en forma de gancho de la planta de bardana, se adhieren a la piel de los animales para ser transportados.

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Mover dentro/a través de gases

Los sistemas vivos deben moverse a través de gases (que son menos densos que los líquidos y los sólidos) como los de la atmósfera terrestre. El mayor desafío de moverse en gases es que debido a que el sistema vivo es más pesado que el gas, debe vencer la fuerza de la gravedad. Moverse de manera eficiente en este medio liviano presenta desafíos y oportunidades únicos para los sistemas vivos. Como resultado, han desarrollado innumerables soluciones para optimizar la resistencia y aumentar la sustentación para que puedan mantenerse en el aire y aprovechar las corrientes variables. Además, deben vencer la gravedad al pasar de un líquido o sólido al aire. La mosca de las hadas, el insecto más pequeño que se conoce, es una diminuta avispa que debe moverse por el aire. Para la avispa, el aire se siente como un líquido pesado y, para moverse a través de él, usa remos de plumas especiales en lugar de alas.

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Brochures

Asistente de manipulación Festo_Bionic
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Un robot más amable

Explore recursos para enseñar conceptos y prácticas de ingeniería utilizando la historia de un brazo robótico flexible inspirado en los músculos de la trompa de los elefantes.

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El Bionic Handling Assistant de Festo es un brazo robótico que puede mover y agarrar objetos fácilmente sin poner en peligro a las personas.

Beneficios

Segura
Ligeros
Flexibles

Aplicaciones

Fábricas

Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU abordados

Objetivo 9: Innovación e infraestructura de la industria

El Desafío

Trabajar en fábricas a menudo requiere estar cerca de máquinas, lo que puede ser peligroso para los empleados. A menudo, los robots deben protegerse para evitar daños, lo que puede limitar la movilidad y la productividad. Además, muchas máquinas son pesadas y rígidas, lo que limita aún más la gama y el tipo de actividades que pueden realizar.

Detalles de la innovación

El Bionic Handling Assistant es un brazo robótico inspirado en la amplia gama de movimientos y la capacidad de agarre de la trompa del elefante. El Handling Assistant se compone de tres segmentos interconectados que se utilizan para moverse, y la 'pinza' del extremo se utiliza para sujetar y recoger objetos. El brazo robótico se mueve porque las cámaras dentro del brazo se llenan de aire comprimido, lo que permite un amplio rango de movimiento sin dejar de ser liviano (el brazo completo solo pesa 5 libras). Las cámaras funcionan con sensores dentro del brazo para controlar con precisión los movimientos. La pinza se compone de tres 'garras' que pueden moldearse a la forma de un objeto, lo que facilita levantar y sujetar objetos.

Video

Modelo biologico

La trompa de un elefante es muy dinámica, capaz no solo de moverse en una variedad de direcciones, sino también de hacerlo con una fuerza y precisión inmensas. Lo hace sin el soporte esquelético o el desplazamiento de fluidos por todo el músculo. En cambio, el tronco está formado por un “líquido” incompresible (es decir, unas 40,000 XNUMX fibras musculares apretadas) que mantiene su volumen constante a través de una variedad de movimientos.

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Cómo giran y giran las trompas de elefante

Los elefantes

Tres patrones de fibras musculares dentro de los troncos trabajan juntos para brindar la fuerza, el apoyo y la resistencia necesarios para doblarse y girar con extrema agilidad.

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