Físicos Avanzan en la Siguiente Generación de Robots Cambiadores de Forma

Un equipo de físicos de la Universidad de Bath ha descubierto una nueva forma de recubrir robots suaves con materiales que les permiten moverse y funcionar de manera más efectiva. Este nuevo avance conducirá a la próxima generación de robots cambiadores de forma.

La investigación se publicó en la revista científica Science Advances.

Avance Importante en la Materia Activa

Según los autores del estudio, este nuevo avance en la “materia activa” podría ser un punto de inflexión importante en el diseño de robots. Si se desarrolla aún más, los expertos podrían determinar eventualmente la forma, el comportamiento y el movimiento de un sólido suave mediante la actividad controlada por humanos en su superficie, en lugar de su elasticidad natural.

La superficie de la mayoría de los materiales suaves se contrae en una esfera, similar a la forma en que el agua se convierte en gotas. Esto ocurre debido a que la superficie de los líquidos y otros materiales suaves se contrae naturalmente en el área de superficie más pequeña posible. Sin embargo, la materia activa se puede diseñar para no seguir este patrón.

Con estas técnicas y la materia activa, los expertos esperan que la próxima generación de máquinas esté hecha de muchas unidades activas individuales que trabajen juntas para determinar el movimiento y la función de la máquina. Antes de esta posibilidad, estas máquinas estaban gobernadas por un controlador central. El nuevo diseño es similar a la forma en que funcionan nuestros propios tejidos biológicos.

Diseñando Nuevas Máquinas Suaves

Los científicos podrían tomar este diseño y crear máquinas suaves con brazos compuestos por materiales flexibles impulsados por robots que se encuentran en la superficie de los materiales. Otra posibilidad es cambiar el tamaño y la forma de las cápsulas de entrega de fármacos recubriendo la superficie de las nanopartículas con un material activo y sensible.

Según el Dr. Jack Binysh, autor principal del estudio, uno de los aspectos más interesantes del nuevo desarrollo es que desafía la forma en que vemos las “reglas familiares de la naturaleza”.

“La materia activa nos hace mirar las reglas familiares de la naturaleza — reglas como el hecho de que la tensión superficial tiene que ser positiva — de una nueva manera. Ver qué sucede si rompemos estas reglas, y cómo podemos aprovechar los resultados, es un lugar emocionante para realizar investigaciones”, dice el Dr. Binysh.

El Dr. Anton Souslov es autor correspondiente de la investigación.

“Este estudio es una importante prueba de concepto y tiene muchas implicaciones útiles. Por ejemplo, la tecnología futura podría producir robots suaves que sean aún más suaves y mejores para recoger y manipular materiales delicados”, dice el Dr. Souslov.

Los investigadores desarrollaron teorías y simulaciones para describir un sólido suave 3D con una superficie que experimenta tensiones activas. Los resultados demostraron que las tensiones activas expanden la superficie del material y tiran del sólido hacia abajo, lo que causa un cambio de forma global. La forma que toma el sólido podría cambiar luego alterando las propiedades elásticas del material.

El equipo de investigadores ahora buscará aplicar este principio para diseñar robots más específicos, y profundizarán en el comportamiento colectivo y lo que sucede cuando se empaquetan múltiples sólidos activos juntos.