Un equipo diseña robots para ayudar a habitar humanos en el espacio

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En las próximas décadas, la NASA planea enviar tripulaciones humanas de regreso a la Luna, construir una estación espacial en órbita lunar, establecer una base permanente en la superficie lunar y, con suerte, enviar astronautas a Marte.

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¿Qué podría salir mal?

No, en serio, ¿qué podría salir mal y cómo solucionarlo? Ésa es la pregunta que un grupo de investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard se han estado haciendo durante los últimos cuatro años como parte de un instituto de investigación para desarrollar viviendas extraterrestres y espaciales resilientes y autónomas.

El instituto Resilient ExtraTerrestrial Habitats (RETHi) está dirigido por la Universidad Purdue, en asociación con SEAS, la Universidad de Connecticut y la Universidad de Texas en San Antonio. Su objetivo es “diseñar y operar hábitats resilientes en el espacio profundo que puedan adaptarse, absorber y recuperarse rápidamente de perturbaciones esperadas e inesperadas”.

Justin Werfel, investigador senior en robótica de SEAS, lidera el equipo encargado de desarrollar tecnologías que permitan a los robots autónomos reparar o reemplazar componentes dañados en un hábitat.

“¿Qué sucede si un meteorito irrumpe en el hábitat entre misiones y la tripulación no está allí para arreglarlo?”, preguntó Werfel. “O si ocurre durante un tiempo con la tripulación, los astronautas pueden tener las manos ocupadas con otras emergencias. Del mismo modo, en situaciones más rutinarias, hay muchas tareas de mantenimiento regulares que consumen tiempo valioso de los astronautas, desde reemplazar filtros hasta limpiar cosas. Realmente me gustaría que el hábitat pudiera manejar todo lo posible por sí solo, lo que significa que los robots hagan ese trabajo”.

Desde que comenzó el proyecto en 2019, Werfel y el equipo, que incluye a Robert Wood, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Harry Lewis y Marlyn McGrath en SEAS, han desarrollado nuevos brazos y pinzas robóticos, nuevos sistemas para mejorar la colaboración entre humanos y robots y nuevos Formas de diseñar equipos aptos para robots.

Herramientas multifuncionales

Uno de los mayores desafíos en el diseño de robots para los llamados SmartHabs es la multifuncionalidad necesaria para habitar el espacio profundo. La mayoría de los robots industriales, como los que se utilizan para construir automóviles o almacenes, están altamente especializados y realizan sólo unas pocas tareas específicas . Pero los hábitats del espacio profundo no tendrán espacio para docenas de robots especializados. En cambio, uno o varios robots multifuncionales deberán poder realizar muchas tareas diferentes, incluidas reparaciones de emergencia.

Un proyecto con ese fin ha sido desarrollar pinzas multimodo que puedan cambiar su forma para agarrar diferentes tipos de objetos de diferentes maneras.

“Las manos humanas pueden adaptarse a muchas funciones, incluidas aquellas que necesitan alta precisión, requieren grandes fuerzas o aquellas que pueden beneficiarse del cumplimiento”, dijo Wood. “Este diseño intenta capturar un comportamiento adaptable análogo para aumentar la variedad de tareas posibles con una sola pinza”.

En un artículo publicado en IEEE , Werfel y el equipo, que incluye colaboradores de la Escuela de Graduados en Diseño de Harvard (HGSD) y la Universidad Nacional de Pusan en Corea del Sur, desarrollaron una pinza con dedos hechos de los llamados eslabones de tijera, que se pueden reconfigurar. para cambiar el número de articulaciones del dedo.

Esta pinza tiene tres modos. En el primero, los dedos son cortos y no se doblan, lo que les permite agarrar objetos con fuerza y seguridad. En el segundo modo, los dedos obtienen una articulación que permite que la pinza realice la manipulación con la mano, permitiéndole mover y rotar objetos sin soltarlos. El último modo agrega dos articulaciones más, lo que permite que los dedos se adapten pasivamente a la forma de un objeto y distribuyan la presión de contacto, lo que es útil para agarrar objetos delicados o de forma irregular.

Este artículo fue coautor de Junghan Kwon, de la Universidad Nacional de Pusan; los estudiantes graduados de SEAS, David Bombara y Clark Teeple; Joonhaeng Lee y Chuck Hoberman de HGSD; y Madera.

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Fuente: techxplore.com

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