Ingenieros desarrollan el robot andante a control remoto más pequeño de la historia

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Northwestern ha desarrollado el robot andante a control remoto más pequeño jamás creado, que tiene la forma de un diminuto cangrejo. 

Los pequeños robots cangrejo tienen solo medio milímetro de ancho, lo que los hace más pequeños que una pulga. Pueden doblarse, torcerse, caminar, gatear, girar y saltar. Además del diminuto cangrejo, los investigadores también desarrollaron robots de tamaño milimétrico que se asemejan a grillos, escarabajos y orugas. 

Lograr robots de tamaño micro

Según el equipo, estos nuevos tipos de robots podrían acercarnos a lograr robots de tamaño micro que puedan operar en espacios reducidos.

La investigación fue publicada en la revista Robótica Ciencia.

John A. Rogers dirigió el trabajo experimental. Es profesor Louis Simpson y Kimberly Querrey de ciencia e ingeniería de materiales, ingeniería biomédica y cirugía neurológica en la Escuela de Ingeniería McCormick y la Escuela de Medicina Feinberg de Northwestern. También es director del Instituto Querrey Simpson de Bioelectrónica (QSIB). 

“La robótica es un campo de investigación emocionante, y el desarrollo de robots a microescala es un tema divertido para la exploración académica”, dijo Rogers. “Puede imaginarse a los microrobots como agentes para reparar o ensamblar pequeñas estructuras o máquinas en la industria o como asistentes quirúrgicos para limpiar arterias obstruidas, detener hemorragias internas o eliminar tumores cancerosos, todo en procedimientos mínimamente invasivos”.

Yonggang Huang dirigió el trabajo teórico. Es el profesor Jan and Marcia Achenback de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Civil y Ambiental en McCormick y un miembro clave de QSIB.

“Nuestra tecnología permite una variedad de modalidades de movimiento controlado y puede caminar con una velocidad promedio de la mitad de la longitud de su cuerpo por segundo”, dijo Huang. "Esto es muy difícil de lograr a escalas tan pequeñas para los robots terrestres".

Construyendo el Cangrejo Diminuto

El cangrejo no tiene que depender de hardware complejo, hidráulico o eléctrico como muchos otros robots. Obtiene su poder de la resistencia elástica de su cuerpo. Los investigadores construyeron el robot utilizando un material de aleación con memoria de forma que se transforma en una forma "recordada" cuando se calienta. Para calentar rápidamente el robot, el equipo usó un rayo láser escaneado y apuntó a diferentes lugares del cuerpo del robot. Una vez que se enfría, una fina capa de vidrio devuelve elásticamente la parte correspondiente de la estructura a su forma deformada. 

Al cambiar de una fase a otra, el robot puede crear locomoción. Al apuntar el láser en diferentes direcciones, el equipo puede controlar por dónde camina el robot. Para moverse de izquierda a derecha, el equipo solo tiene que escanear de derecha a izquierda. 

“Debido a que estas estructuras son tan pequeñas, la tasa de enfriamiento es muy rápida”, explicó Rogers. “De hecho, reducir el tamaño de estos robots les permite funcionar más rápido”.

Para lograr un estado tan pequeño para el robot, el equipo primero fabricó precursores de las estructuras de cangrejo andante en geometrías planas planas. Luego unieron los precursores sobre un sustrato de caucho ligeramente estirado. Al relajar el sustrato, se produce un proceso de pandeo controlado y hace que el cangrejo "salte" en formas tridimensionales definidas. 

“Con estas técnicas de ensamblaje y conceptos de materiales, podemos construir robots andantes con casi cualquier tamaño o forma 3D”, dijo Rogers. “Pero los estudiantes se sintieron inspirados y divertidos por los movimientos laterales de rastreo de los pequeños cangrejos. Fue un capricho creativo”.