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viernes, 22 de septiembre de 2017

Robots con músculos en 3D

Por EvelynR

Los avances en el campo de la robótica han ido en ascenso en los últimos años. En esta ocasión, el más reciente descubrimiento fue el realizado por un grupo de investigadores de la Universidad de Columbia, dirigidos por Hod Lipson. El trabajo, según informó Nature Communications, plantea que el robot del futuro contará con súper músculos que le permitirán levantar mil veces su peso, impreso en 3D y en un material sintético. De acuerdo a lo expresado por Lipson, están dando grandes pasos en la inteligencia de los robots, pero sus cuerpos son aún primitivos, aunque ahora han superado una de las barreras finales para hacer realistas a los robots, o sea, hacerlos capaces de imitar los sistemas biológicos naturales.

 

El resultado obtenido por la investigación soluciona un prolongado problema en la creación de los músculos para los robots blandos. Estos, a diferencia de los rígidos, son capaces de imitar movimientos naturales, como agarrar y manipular, por lo que son capaces de interactuar con delicadeza con el hombre para apoyar en la casa, industrias u hospitales.

Otra de las ventajas del descubrimiento es que combinó las propiedades elásticas y las condiciones de cambios de volumen extremos de otros sistemas materiales, añadiéndole entonces el bajo costo, la facilidad de fabricar y la producción con materiales seguros ambientalmente.

Antes de este descubrimiento, ningún material había funcionado como un músculo blando que tuviera las capacidades de doblarse, extenderse y levantar peso. De hecho, todos los intentos anteriores terminaron en fracaso pues requerían de aparatos demasiados grandes. El secreto del nuevo descubrimiento de los súper músculos es el material usado para imprimirlos, pues este no requiere compresor externo ni otros equipamientos para expandir, contraer o levantar el peso.

Para conseguir un actuador con alta tensión junto con baja densidad, este material posee una matriz de goma de silicona conformada por microbolas llenas de etanol, que dispone las propiedades eléctricas con la capacidad de cambiar del volumen y la fuerza. Después de ser impreso en 3D de la manera deseada, el músculo artificial es accionado con una corriente eléctrica.

En ese sentido, Aslan Miriyev, uno de los autores e investigador postdoctoral en el laboratorio Creative Machines, señaló que este músculo es el material artificial más cercano a uno natural nunca antes logrado y añadió que el próximo paso es involucrar a la inteligencia artificial en el control del movimiento.

De acuerdo con los especialistas, un músculo blando sintético es capaz de levantar mil veces su propio peso, gracias a su gran capacidad de expansión intrínseca. El material consta de una densidad de deformación (extensión por gramo), 15 veces mayor que el músculo natural.

Las tecnologías existentes están basadas en el inflado neumático o hidráulico de pieles de elastómero, la cuales se expanden al suministrárseles aire o líquido. El tamaño de los compresores externos y del equipo de regulación de la presión requerido, dificultan la miniaturización y creación de robots que pueden moverse de forma independiente.

Teniendo como inspiración los organismos vivos, la robótica con material blando es promisoria para áreas en las que los robots necesitan estar en contacto e interactuar con los seres humanos, tal es el caso de la fabricación y la asistencia sanitaria. De acuerdo con los investigadores, continuarán construyendo sobre este descubrimiento, añadiendo materiales conductores para sustituir el cable incrustado, buscando así acelerar el tiempo de respuesta del músculo y su vida útil.

Con anterioridad a este descubrimiento, expertos estadounidenses en medicina regenerativa habían logrado imprimir huesos, una oreja y músculos, que fueron implantados posteriormente en ratas, observando que las estructuras impresas regeneraron el tejido satisfactoriamente.

Esa investigación del Wake Forest Baptist Medical Center en Carolina del Norte, fue útil para demostrar el potencial futuro de la bioimpresión en lo relacionado con los trasplantes. De acuerdo con Anthony Atala, uno de los investigadores del estudio, la impresora posibilitará la creación de tejidos complejos y órganos en un futuro.