Esta pinza robótica usa levitación acústica para sujetar cosas sin tocarlas

La levitación acústica es un fenómeno curioso de ver, ya que permite que, usando ondas ultrasónicas, un objeto más o menos ligero pueda levitar. Esto puede ser especialmente útil para manipular objetos muy sensibles, como las piezas de un reloj, o sustancias químicas que pueden reaccionar al tocar un recipiente. Para eso se necesitan una serie de altavoces que emitan a cierta frecuencia, y es precisamente eso lo que incorpora el prototipo de pinza robótica diseñada por ETH Zürich.

Se trata de un dispositivo compuesto por dos semiesferas dentro de las cuales hay muchos pequeños altavoces que emiten ultrasonidos y su funcionamiento es relativamente sencillo (de explicar, al menos). Los altavoces superiores e inferiores emiten unas ondas ultrasónicas que se cruzan y se superponen. Eso crea unos puntos de presión en los que el objeto queda atrapado, de forma que parece que "flota". Los investigadores llaman a esto una "trampa acústica".

Pinzas ajustables para diferentes objetos

Así era uno de los prototipo de la pinza.

Las semiesferas han sido impresas usando impresoras 3D y, como decíamos antes, en su interior albergan una buena cantidad de altavoces pequeños. ¿Por qué muchos altavoces pequeños y no dos muy potentes? Porque combinando pequeños altavoces se pueden controlar los puntos de presión sin el que el objeto llegue a caerse.

Es fácil de visualizar si imaginamos un hipotético túnel de viento vertical. La persona se eleva porque el ventilador inferior lo impulsa hacia arriba y cae cuando el ventilador pierde potencia. Si ponemos otro ventilador a la derecha y lo activamos, la persona se moverá hacia la izquierda, y si modificamos la intensidad del ventilador, podremos modificar la trayectoria. Esto es muy parecido, pero usando ultrasonidos. Al haber muchos altavoces, los campos de presión se pueden manipular para que el objeto se mueva, rote, etc.

Las dos semiesferas se encargan de mantener el objeto a flote y el brazo robótico se encarga de transportarlo al lugar adecuado. El software, por su parte, permite ajustar la pinza a la forma del objeto, y eso es algo que desde ETH Zürich consideran importante: "cuando se trabaja con un robot convencional, se requiere de una pinza diferente para casi todas las formas nuevas. La pinza acústica elimina la necesidad de tener un amplio conjunto de pinzas costosas de alta precisión.

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Marcel Schuck, que ha sido el encargado del prototipo, también destaca que incluso deja de ser necesario tener un brazo robótico extremadamente preciso, puesto que "el posicionamiento exacto está determinado por las ondas acústicas controladas por el software". Precisamente por ello, Schuck cree que su desarrollo podría implementarse en las industrias donde se requiere precisión, así que estando en Suiza una de los principales candidatas es la industria relojera:

"Las ruedas dentadas, por ejemplo, primero se recubren con lubricante y luego se mide el grosor de esta capa de lubricante. Incluso el más mínimo toque podría dañar la fina película de lubricante".

Aunque es un prototipo interesante, Schuck es consciente de que el dispositivo funciona en un laboratorio, pero tiene que hacerlo también en el mundo real. Por eso no sabe todavía si el diseño mostrado en las imágenes será el final, ya que dependerá del feedback de la industria. Sea como fuere, estima que si consigue llegar a buen puerto para la primavera de 2021 creará una start-up para explotar su idea.

Vía | TechCrunch
Imagen | ETH Zürich

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