La pinza acústica permite a los robots manipular objetos sin tocarlos

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Marcel Schuck de la universidad de ETH Zurich está desarrollando una pinza robótica que puede manipular objetos pequeños y frágiles sin tocarlos. La tecnología se basa en ondas sonoras

La pinza acústica permite a los robots manipular objetos sin tocarlos

Hoy no presentamos una empresa, traemos un proyecto en desarrollo que puede abrir muchas posibilidades en la manipulación de objetos para los robots industriales. Como parte de su ETH Pioneer Fellowship, el ex estudiante de doctorado ETH está desarrollando un método que permite levantar y manipular objetos pequeños por completo sin tocarlos. Esto es particularmente relevante en situaciones donde el daño a componentes pequeños cuesta dinero, como en la industria de la relojería o semiconductores.

Las pinzas robóticas convencionales son propensas a dañar objetos frágiles. Para contrarrestar esto, se pueden usar pinzas suaves parecidas al caucho. Aunque estos no causan daños, se contaminan fácilmente. Además, estas pinzas robóticas suaves solo ofrecen una precisión de posicionamiento limitada.

Agarrar sin tocar

ese es el principio detrás del proyecto de Schuck "No-Touch Robotics". La tecnología se basa en un efecto que ha sido explotado durante más de 80 años y se utilizó por primera vez en la exploración espacial. Las ondas de ultrasonido generan un campo de presión que los humanos no pueden ver ni oír.

Los puntos de presión se crean a medida que las ondas acústicas se superponen entre sí, y pequeños objetos pueden quedar atrapados dentro de estos puntos. Como resultado, parecen flotar libremente en el aire, en una trampa acústica.

La instalación en su laboratorio es el prototipo del producto que Schuck quiere desarrollar: una pinza robótica controlada electrónicamente con ultrasonido. El científico de 31 años ha instalado numerosos altavoces pequeños en las dos esferas, creadas con una impresora 3D. El software asociado permite a Schuck controlar los altavoces de modo que los puntos de presión se puedan mover. El objetivo es cambiar su posición en tiempo real sin que el objeto suspendido caiga al suelo. Este aspecto particular está siendo investigado por el estudiante de doctorado ETH Marc Röthlisberger, quien comparte un laboratorio en el Technopark Zurich con Schuck y Christian Burkard, un estudiante de maestría.

Simplemente usando la tecnología existente, los científicos pueden mover varios objetos pequeños a través del espacio. El software ajusta la pinza a la forma del objeto a levantar, y un brazo robot transporta el objeto al destino deseado.

El principio de agarrar sin tocar también tiene un beneficio económico: cuando se trabaja con un robot convencional, se requiere una pinza diferente para casi cada nueva forma. La pinza acústica elimina la necesidad de un extenso conjunto de pinzas caras de alta precisión. Ni siquiera es necesario que el brazo del robot sea extremadamente preciso: "El posicionamiento exacto está determinado por las ondas acústicas controladas por el software", explica Schuck.

Inicialmente, Schuck quiere utilizar los fondos de su ETH Pioneer Fellowship para determinar cómo se implementan las pinzas de robot en la práctica. "El objetivo principal es explorar los campos potenciales de aplicación y abrir puertas dentro de la industria", dice Schuck.

 

Es probable que la innovación sea de interés para la industria relojera, donde la micromecánica de alta precisión es esencial para el manejo de costosos componentes diminutos. “Las ruedas dentadas dentadas, por ejemplo, primero se recubren con lubricante, y luego se mide el espesor de esta capa de lubricante. Incluso el toque más leve podría dañar la delgada película de lubricante ". La producción de microchips podría ser otro mercado atractivo para la tecnología de Schuck.

Schuck está utilizando algunos de los 150,000 francos suizos de la beca para crear un tipo de "kit de desarrollo" para clientes potenciales. Contiene una pinza de robot, software de control e instrucciones. Schuck enfatiza que todavía no sabe cómo se verá el producto final. "Eso depende de los comentarios que reciba de la industria".

Espera encontrar algunas partes interesadas que colaborarán con él en el desarrollo adicional de la pinza acústica. Por un lado, esto debería ayudar a satisfacer las necesidades existentes del mercado. Por otro lado, Schuck está interesado en que la tecnología funcione no solo en el laboratorio, sino también en el mundo real. Si puede manejar esto para la primavera de 2021, Schuck reconoce que debería ser capaz de establecer una nueva empresa basada en su ingeniosa idea de negocio.

 

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