Ingenieros desarrollan el robot caminador controlado a distancia más pequeño del mundo

Un equipo de ingenieros de la Universidad Northwestern ha desarrollado el robot caminador controlado a distancia más pequeño del mundo, que tiene la forma de un pequeño cangrejo.

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

Logrando 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 muy confinados.

La investigación se publicó en la revista Science Robotics.

John A. Rogers dirigió el trabajo experimental. Es profesor de Ciencia de Materiales y Ingeniería, 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 escala micro es un tema divertido para la exploración académica”, dijo Rogers. “Podrías imaginar micro-robots como agentes para reparar o ensamblar estructuras o máquinas pequeñas en la industria o como asistentes quirúrgicos para despejar arterias bloqueadas, detener el sangrado interno o eliminar tumores cancerosos, todo en procedimientos mínimamente invasivos”.

Yonggang Huang dirigió el trabajo teórico. Es profesor de Ingeniería Mecánica y Civil y Ambiental en McCormick y 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 su longitud corporal por segundo”, dijo Huang. “Esto es muy difícil de lograr a escalas tan pequeñas para robots terrestres”.

Construyendo el pequeño cangrejo

El cangrejo no necesita confiar en hardware complejo, hidráulica o electricidad como muchos otros robots. Obtiene su energía de la elasticidad de su cuerpo. Los investigadores construyeron el robot utilizando un material de aleación de memoria de forma que se transforma en una “forma recordada” cuando se calienta. Para calentar rápidamente el robot, el equipo utilizó un láser escaneado y apuntó a diferentes ubicaciones en todo el cuerpo del robot. Una vez que se enfría, un revestimiento delgado 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 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 del cangrejo caminador en geometrías planas y planas. Luego, unieron los precursores a un substrato de goma ligeramente estirado. Al relajar el substrato, se produce un proceso de plegado controlado y hace que el cangrejo “salte” en formas tridimensionales definidas.

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