Soft robotics has emerged as a promising approach for safe human–machine interaction, adaptive manipulation, and bioinspired motion, yet its progress relies on accurate material characterization and structural analysis of actuators. This study presents the mechanical behavior and stress analysis of a stereolithography-printed pneumatic actuator with antagonistic architecture, fabricated using Elastic 50A resin V2. Uniaxial tensile tests were performed according to ASTM D412 to derive material parameters, which were fitted to hyperelastic constitutive models. The Yeoh model was identified as the most accurate and implemented in finite element simulations to predict actuator deformation under multiple pressurization modes. Results revealed critical stress zones and established operational pressure limits of 110–130 kPa, beyond which the material approaches its tensile strength. Experimental testing with a controlled pneumatic system validated the numerical predictions, confirming both bending and multidirectional actuation as well as structural failure thresholds. The integration of material characterization, numerical modeling, and experimental validation provides a robust workflow for the design of SLA-fabricated antagonistic actuators. These findings highlight the advantages of combining digital fabrication with antagonistic actuation and material modeling to expand the understanding of soft robots’ behavior.

La robótica suave, un campo emergente en la ingeniería robótica, ha avanzado significativamente en los últimos años. Estos robots, fabricados con materiales elastoméricos, pueden ejecutar movimientos altamente flexibles, imitando organismos biológicos. Son útiles en entornos médicos, asistencia personal, rehabilitación y manipulación de objetos delicados. Los robots suaves incluyen un actuador suave y un mecanismo de actuación, destacando los actuadores neumáticos tipo PneuNet, que funcionan con una red de cámaras de elastómero que se expanden con aire comprimido para generar movimientos precisos. El sistema neumático tradicional es complejo y voluminoso, lo que ha impulsado la necesidad de soluciones más compactas. Se propone el desarrollo de un prototipo neumático portátil que emplea microcompresores de aire capaces de suministrar presiones superiores a 200 KPa, junto con válvulas solenoides y sensores de presión controlados por microcontroladores. Esto permite una monitorización de la presión interna y el grado de deformación, reduciendo tamaño y costo de los componentes necesarios para el suministro de aire presurizado.

Este artículo propone la construcción de una plataforma experimental de un Cobot, destinada a fines pedagógicos. La estructura del Cobot se fabrica mediante técnicas de manufactura aditiva del tipo modelado por deposición fundida (FDM, por sus siglas en inglés, Fused Deposition Modeling), basada en el modelo EB-15 de "ToolBox Robotics". Para los actuadores se utilizan motores paso a paso con encoders. La transmisión de potencia hacia los eslabones se realiza a través de un engranaje planetario construido con PLA-CF (por sus siglas en inglés, Polylactic Acid reinforced with Carbon Fiber), con el objetivo de mejorar la resistencia y durabilidad de estos componentes críticos. Para la estructura externa, se emplea PLA estándar. Finalmente, la manipulación del Cobot se lleva a cabo mediante la instrumentación de cada una de las articulaciones, utilizando las tarjetas de desarrollo ESP32 y Arduino.

La identificación de modelos dinámicos en robótica suave continúa siendo un desafío debido a su naturaleza no lineal y a sus infinitos grados de libertad. En este trabajo se propone un enfoque basado en los operadores de Koopman para obtener una representación lineal de un actuador neumático suave tipo PneuNet con una deformación unidireccional. Este método se basa en técnicas de levantamiento de datos, adaptado para sistemas con entradas. Se implementa una plataforma experimental que integra un sistema neumático regulado, sensores de presión y un actuador equipado con un láser que proyecta su movimiento sobre una superficie. Las coordenadas del haz de luz, capturadas mediante una cámara RealSense, se utilizan como salidas del sistema, mientras que la presión suministrada constituye la entrada. El modelo lineal identificado mediante el operador de Koopman logra reproducir adecuadamente la dinámica entrada-salida del sistema, utilizando datos reales de los experimentos.