Terminator Meets Tremors: este gusano robótico nada a través de la arena

Laboratorio UCSB Hawkes

“Así es como te tratan. ¡Están malditos bajo tierra!”, Dice Val Mackie, el trabajador asalariado interpretado por Kevin Bacon en la comedia clásica de 1990. temblando. Maki se refiere a Graboids, un tipo invertebrado de gusano gigante salvaje que viaja bajo tierra, empujando la tierra a un lado mientras excava.

La gente de la Universidad de California, Santa Bárbara y el Instituto de Tecnología de Georgia estaban trabajando en un robot a menos de un millón de millas de los Graboids. Aunque actualmente es de tamaño más pequeño y es menos probable que sea masticado por ganado y humanos desprevenidos, no obstante es un túnel inspirado en serpientes capaz de excavar en el suelo o la arena fina. Quizás sus creadores afirman que un día encontró regolito en otros planetas. ¿Es este el futuro de las naves espaciales por venir?

“Hemos desarrollado una especie de robot de perforación que adopta un nuevo enfoque para la perforación, al tratar de reducir las fuerzas resistivas en lugar de combatirlas”. Nicolás NaclerioD., estudiante de posgrado en ingeniería mecánica de la Universidad de California, Santa Bárbara, dijo a Digital Trends. “Los Tres Principios [that] Permitiéndole extender la punta para eliminar el arrastre a lo largo de sus lados, la fluidización del aire para reducir la fuerza resistiva de los medios granulares y la asimetría para controlar las fuerzas de elevación generadas en la perforación horizontal. “

El gusano de arena va a cavar

El robot en sí es sorprendentemente de baja tecnología. Su cuerpo está hecho de una tela de nailon bien cerrada. El tubo de nailon extiende aire hasta su punta, que luego lanza partículas frente a él para despejar su camino a medida que avanza bajo tierra. La trenza de fibra de carbono agrega rigidez a la torsión, mientras que la carcasa de teflón reduce la fricción. El movimiento del robot es impulsado neumáticamente por aire comprimido o nitrógeno, lo que le permite moverse bajo la superficie.

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Naslerio dijo que no estaba familiarizado con temblando Graboides (aunque gusanos de dunas de arena es otra historia). De hecho, aunque el robot ciertamente se inspiró en la naturaleza, parece que no se basó en gusanos o serpientes en absoluto.

“Nuestro robot se inspira directamente en las raíces de las plantas, que crecen desde sus puntas para extenderse profundamente en el suelo”, dijo Naslerio. “Al extenderse desde su punta, el robot evita la fricción a lo largo de sus lados y puede girar en cualquier dirección. También nos inspiramos en un pulpo de arena del sur que expulsa chorros de agua para ayudar a penetrar en el fondo del mar. Nuestro robot sopla aire desde su punta para licuar la arena cerca de su punta, lo que reduce la fuerza que necesita para excavar en el suelo.Finalmente, usamos una dirección de flujo de aire asimétrica y una cuña inclinada en la punta del robot para ayudar a controlar las fuerzas de elevación. el lagarto pez de arena, que usa su cabeza en forma de cuña para ayudarlo a cavar en la arena “.

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Este diseño único ayudó al equipo a superar el “desafío de elevación” en la perforación horizontal. “Cuando intentamos excavar horizontalmente por primera vez, nuestro robot siempre salía a la superficie”, dijo. “Resulta que el cuerpo simétrico que se mueve horizontalmente a través de medios granulares experimenta elevación, porque es más fácil empujar el material hacia arriba y fuera del camino que comprimirlo hacia abajo. Abordamos esto soplando aire directamente hacia abajo para reducir el gradiente de fuerza que provoca elevación, y al agregar [the] Cuña en la punta del robot “.

Los robots serpientes se esconden en la luna

Entonces, ¿qué aplicaciones podría tener este robot serpiente / vid? Más importante aún, ¿se puede ampliar para reemplazar grandes cantidades de arena o tierra? “Creemos que los principios presentados en este documento se pueden utilizar para ampliar las capacidades de los métodos de perforación convencionales, particularmente en la perforación horizontal y direccional”, dijo Naslerio.

En términos de casos de uso, la mayor parte de la infantería terrestre puede involucrar varias actividades de excavación de zanjas. “Una de las primeras ideas que tuvimos para este proyecto fue que el robot se excavaría, debajo y arriba del otro lado de un camino de entrada para instalar una línea de riego o una conexión sin tener que cavar una zanja”, dijo Naslerio. “Otras aplicaciones incluyen búsqueda y rescate, instalación de circuitos geotérmicos, inspección de graneros y más”.

Es “más”, que flota de forma no intrusiva al final de la inspección del granero, lo que lo convierte en el caso de uso más convincente (y de ciencia ficción) de todos. “Creemos que el robot es particularmente adecuado para entornos secos y de baja gravedad fuera de la Tierra, donde puede ser difícil producir fuerzas reactivas”, continuó Naslerio. “Las aplicaciones típicas incluyen colocar el sensor térmico en la superficie de Marte, explorar un túnel volcánico en la Luna, tomar muestras o fijar asteroides y explorar hielo granular en Encelado, una de las lunas de Saturno”.

La idea de utilizar esta técnica para Explorando entornos de baja gravedad en el espacio Puede parecer inverosímil. Sin embargo, el equipo está colaborando actualmente en un proyecto con la NASA para cubrir algunas de estas aplicaciones sutiles. Quién sabe: ¡quizás los gusanos espaciales no sean tan locos como parecen!

Una hoja que describe el trabajo fue Publicado recientemente en Science Robotics.

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