Ruedas “Origami”: Avances en La Nueva Promesa de La Robótica
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Ruedas “Origami”: Avances en La Nueva Promesa de La Robótica

Maia Mulko
Maia Mulko

El origami es un arte oriental que consiste en doblar un papel de una manera determinada para formar figuras. Barcos, aviones y grullas son las más comunes, pero también hay flores y ruedas. El diseño en origami de esta última inspiró a especialistas en robótica de la Universidad de Seúl y la Universidad de Harvard para crear una rueda capaz de plegarse sobre sí misma, lo que podría resolver algunos problemas de la robótica actual.

¿En Qué Consiste El Invento?

La rueda origami fue desarrollada por el laboratorio de micro-robótica de Harvard y los especialistas coreanos Young Lee, Jae-Kyeong Kim, Chang-Young Sohn, Jeong-Mu Heo y Kyu-Jin Cho. La rueda tiene la misma versatilidad que su versión en papel, pero naturalmente, está hecha de materiales mucho más resistentes, como aluminio con piezas de policarbonato, laminados con remachado mecánico para tolerar todo tipo de condiciones externas.

Esto es así porque una de las posibles aplicaciones para estas ruedas podría estar en los rovers que la NASA envía a Marte con motivos de exploración. Los rovers deben soportar climas extremos y terrenos muy variados, por eso es importante que estén equipados con ruedas a prueba de todo tipo de complicaciones. Mientras que materiales adaptables con memoria de forma como el nitinol pueden evitar deformaciones permanentes, las ruedas origami pueden deformarse a conveniencia, plegándose o desplegándose para cambiar su diámetro de 80 cm de base a casi la mitad (o a la inversa), lo que permite subir o bajar el chasis de un vehículo según la necesidad, sin necesidad de frenar por completo y en sólo cinco segundos. Esto es posible gracias a un potente motor eléctrico con control hidráulico, que conforma la base del mecanismo.

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Otros componentes importantes de la rueda son las bandas de rodadura, que absorben el impacto externo y configuran una forma de contacto con el suelo, y la estructura interna de bloqueo de la rueda, que mantiene la nueva forma asignada bajo fuerza de tracción lateral.

Esta rueda —que es relativamente más sencilla que otras opciones presentadas— podría servir para que los rovers o pequeños robots en general sorteen obstáculos con facilidad. Podrían pasar por debajo de ellos al “encoger” las ruedas hasta 46 cm de diámetro. En este modo, además, los investigadores destacan las bandas de rodadura de uretano de gran amortiguación.

Luego, para adaptarse a terrenos irregulares, los vehículos robots podrían optar por la forma más grande de la rueda, aquella que realmente parece una rueda de origami, y contiene pliegues y protuberancias que impiden deslizamientos y roturas.

Una Nueva Aplicación Para Las Ruedas de Origami

La primera demostración de una rueda basada en origami fue en el evento IDETC (International Design Engineering Technical Conferences) de la Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos (o ASME por sus siglas en inglés), en el año 2013. En ese momento, la rueda de origami era sólo más que nada un concepto. El prototipo, diseñado más que nada para mostrar la idea al mundo, medía entre 55 mm y 70 mm de diámetro y sostenía un chasis minúsculo.

Ya en 2014, apareció una rueda origami más grande (45 mm - 90 mm) con una carga útil de 4 Kgf (kilogramo-fuerza).

Más tarde, en 2016, se dio a conocer el SNUMAX, un robot que ganó el primer concurso internacional de robótica blanda denominado RoboSoft Grand Challenge. Este pequeño robot contaba con ruedas de origami de 100 mm - 230 mm que le permitían atravesar terrenos no estructurados y espacios muy estrechos. Ya por entonces, cada rueda soportaba 10 KgF de carga.

Sin embargo, a diferencia de los prototipos anteriores, la última rueda origami (fabricada con ayuda de Hankook Tires en 2021) es apta también para un vehículo de pasajeros, puesto que puede soportar un peso de hasta una tonelada y una fuerza de carga de 10 kilonewtons por rueda. Estas ruedas sólo deben ser probadas a mayores velocidades antes de volcarlas a esta aplicación, y en vehículos “reales”, ya que hasta ahora sólo se han usado en un vehículo eléctrico monoplaza tipo “kart” especialmente construido para los primeros testeos de la rueda en un vehículo de pasajeros.

En caso de que la rueda origami no funcione realmente para automóviles de calle, los investigadores proponen una posible aplicación de la técnica en sí en el proceso de fabricación de los neumáticos de caucho existentes. Podrían añadir a ésta el proceso de laminación inspirado en las ruedas origami, y tal vez combinarlos con los nuevos neumáticos que no llevan aire. Esto sería clave para incrementar la capacidad de carga de las ruedas actuales.

Imágen de portada: Hankook

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