Músculos Inteligentes en Robots Biológicamente Inspirados: Modelado, Control y Actuación

Abstract

[ES] Las aleaciones metálicas que exhiben una propiedad conocida como efecto de memoria de forma, pertenecen a la clase de materiales inteligentes cuya aplicación más notable en el campo de la robótica se refleja en el uso de actuadores musculares artificiales, ó músculos inteligentes. Estos materiales tienen una estructura cristalina uniforme que cambia radicalmente en función de su temperatura de transición, causando su deformación. Se les denomina materiales inteligentes por la capacidad de recordar su configuración inicial después de recibir dicho estímulo térmico. Este artículo presenta la implementación de un actuador muscular inteligente aplicado en un micro-robot aéreo bio-inspirado tipo murciélago. Esto mamíferos voladores desarrollaron poderosos músculos que se extienden a lo largo de la estructura ósea de las alas, adquiriendo una asombrosa capacidad de maniobra gracias a la capacidad de cambiar la forma del ala durante el vuelo. Replicar este tipo de alas mórficas en un prototipo robótico requiere el análisis de nuevas tecnologías de actuación, abordando los problemas de modelado y control que garanticen la aplicabilidad de este actuador compuesto por fibras musculares de SMAs.

[EN] The smart muscles are metal alloys that exhibit a property known as the Shape Memory Effect (SME). These materials are composed by an uniform crystal structure that allows the metal alloy to strain as a function of its transition temperature. They are so-called smart materials because the property of recovering their initial configuration after receiving a thermal stimulus. This article presents the use of a smart muscle actuator applied to a bio-inspired micro aerial bat-like robot. These flying mammals have developed powerful muscles that extend along the bone structure of their wings, providing an amazing level of maneuverability. To mimic that kind of morphing wings using an artificial counterpart requires the analysis of new actuation technologies, addressing issues such as the modeling and control that ensure the applicability of this smart actuators composed by Shape Memory Alloys (SMA).