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Diseñar robots que sean blandos y, además, resistentes es una tarea difícil. Pero los ingenieros deben conseguir este objetivo si pretenden mandar máquinas de bajo coste a zonas de catástrofe que sean inaccesibles o peligrosas para los humanos. Investigadores del Laboratorio de Microrobótica de la Universidad de Harvard han dado un paso adelante a la hora de conseguir este objetivo, gracias a la impresión en 3D.

 

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La foto muestra la secuencia de salto de un robot blando. El robot mide unos 30 centímetros. Crédito: Science

 

Bajo la dirección de Nicholas W. Bartlett and Michael T. Tolley, el equipo de Harvard ha conseguido crear robots resistentes  y que saltan usando diversos materiales con propiedades elásticas variadas (Science2015, DOI: 10.1126/science.aab0129). Para mejorar la resistencia del robot a las tensiones y deformaciones relacionadas con el movimiento, el equipo usó nueve resinas poliméricas para construir cuerpos de robot que tuviesen una base flexible, una tapa dura y materiales elásticos que cubriesen el hueco entre ambas.

 

Para llevar a los robots a su  límite de tensión y deformación, el equipo decidió hacerlos saltar por los aires repetidamente, según dijo Bartlett. Para hacerlo, los robots semiesféricos prenden una mezcla de butano y oxígeno en una pequeña cavidad interna y saltan al expandirse su base flexible gracias a la pequeña explosión. Los robots se balancean antes de cada salto, para poder llevar una trayectoria horizontal.

 

La base, de un material parecido a la goma elástica, absorbe el impacto de los aterrizajes. Aunque un cuerpo robótico enteramente fabricado de material flexible podría funcionar mejor a la hora de absorber el choque, faltaría el soporte necesario para los componentes rígidos del robot, como los cilindros de gas, placas de circuitos y baterías, tal y como señala Bartlett.

 

Para comparar los materiales del cuerpo de los robots, el equipo estudió robots hechos por un termoplástico rígido. Los robots rígidos son los que más saltaron de todos los estudiados -más de un metro- pero, según informó el equipo, fueron los que antes fallaron. Uno de ellos se rompió tras tan solo cinco intentos. Los robots cuyos cuerpos fueron impresos con una mezcla de materiales elásticos y rígidos alcanzaron hasta 76 centímetros de altura y pudieron sobrevivir más de 100 saltos.

 

Aunque el equipo usó su estrategia de utilizar múltiples materiales para hacer robots saltarines, “podría ser igualmente útil para cualquier robot móvil que no usara cables” tal y como dice Bartlett a C&EN. Su confianza viene reforzada por el hecho de que este sistema es común en la naturaleza. “Pensemos por ejemplo en los picos de los pulpos”, dice Bartlett, que son duros y están conectados al cuerpo blando del cefalópodo mediante tejidos de elasticidad intermedia. “O incluso en nuestros propios cuerpos, donde los tendones conectan los músculo con los huesos.”

 

Este enfoque sitúa a los investigadores “un paso más cerca de fabricar máquinas verdaderamente biomiméticas”, dice Wendelin Jan Stark, de ETH Zurich. Stark no estuvo vinculado al proyecto de Harvard, pero su Laboratorio de Materiales Funcionales también está investigando en  robots blandos que funcionan por combustión (Soft Rob. 2015, DOI: 10.1089/soro.2014.0021).

 

Según Stark los nuevos robots son versátiles, pero su rendimiento actual es modesto. Cree que se podría mejorar rápidamente ahora que el equipo de Harvard ha demostrado que la impresión 3D puede emplearse en su fabricación. Si se concentran en fabricar más materiales blandos, dice, los químicos e ingenieros químicos construirán robots aún mejores.

 

Un inconveniente es el alto coste que tiene una impresora 3D capaz de trabajar con múltiples materiales, pero Barlett no cree que eso siga siendo un problema por mucho tiempo. “La impresión 3D mejora día a día”, según él.

 
Artículo original publicado por Matt Davenport en C&EN
Copyright © 2015, por la American Chemical Society. Todos los
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Estudié Física y trabajo en educación en STEM. Colaboro en @Principia_io, @pintofscienceES y @elbuscalibros