Desarrollo de un mecanismo basado en robótica suave con la implementación de un patrón de piel Kirigami que permita la reducción del tiempo de la locomoción ondulatoria - Chong Díaz, Summy Naomi (2023)
En la presente propuesta se puede observar como la robótica blanda ha surgido como un gran campo que busca superar ciertas limitaciones de los robots rígidos tradicionales, permitiéndoles interactuar con objetos delicados y en entornos no estructurados. Este documento cuenta con una gran cantidad de información acerca de robótica blanda la cual involucra patrones Kirigami en el diseño además de un circuito neumático que se integra a dicho robot blando. Kirigami es una antigua forma de arte que combina las técnicas de origami y el corte, lo cual ofrece un enfoque versátil y escalable para crear estructuras mecánicas complejas y controlables. Esta tesis presenta un estudio exhaustivo sobre la utilización de patrones de Kirigami para mejorar las capacidades de los robots blandos. El objetivo principal es explorar los principios de diseño, las técnicas de modelado y la implementación de actuadores suaves, así como las aplicaciones potenciales de la robótica suave inspirada en Kirigami. Este documento también incluye una revisión a fondo del estado del arte en robótica blanda y la técnica Kirigami, destacando sus ventajas y desafíos respectivos. Posteriormente, la investigación se sumerge en la metodología de diseño que integra patrones Kirigami en sistemas robóticos flexibles. Se describe la creación y el diseño del robot blando, resaltando la utilización de diversos patrones tanto en el hilo de kevlar que rodea el robot como en el propio patrón Kirigami. Adicionalmente, la tesis abarca el modelado matemático de las estructuras Kirigami en el contexto de la robótica blanda, permitiendo anticipar y optimizar su desempeño. Para validar la efectividad de estos patrones de Kirigami así como también su versatilidad en robótica blanda, se desarrollan varios prototipos experimentales, los cuales demuestran funcionalidades novedosas como son: la transformación de formas, la autoadaptación y la locomoción mejorada, todo ello es posible gracias a las propiedades únicas que se encuentran en las estructuras Kirigami. La parte final de la tesis investiga posibles aplicaciones de la robótica suave inspirada en Kirigami en varios dominios. Los ejemplos incluyen aplicaciones biomédicas como herramientas quirúrgicas y prótesis, monitoreo ambiental a través de robots blandos capaces de navegar por terrenos complejos. Al incluir estos principios de la robótica blanda y el Kirigami, esta tesis tiene como objetivo la contribución de avances de los sistemas robóticos que poseen una mayor destreza, adaptabilidad y versatilidad. Los resultados presentados en este documento proporcionan una base para futuras investigaciones e inspiran el desarrollo de diseños robóticos blandos innovadores para una amplia gama de aplicaciones.