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Los científicos crean un robot humanoide que cambia de forma y puede licuarse y regenerarse : ScienceAlert

Los científicos han hecho un gran avance en la robótica: un robot que cambia de forma que puede cambiar entre los estados líquido y metálico para navegar en entornos difíciles sin sacrificar la fuerza.

Debido a que pueden ser tanto blandos como duros, los pequeños robots inspirados en pepinos de mar pueden superar las limitaciones de los robots que son solo uno u otro y, por lo tanto, tienen el potencial de ofrecer más utilidad en cosas como el ensamblaje de productos electrónicos e incluso aplicaciones médicas. .

Los investigadores hicieron que los robots navegaran por una carrera de obstáculos, retiraran o entregaran objetos modelados a partir de un estómago humano e incluso se licuaran para escapar de una jaula antes de volver a transformarse en su forma humanoide original.

«Dar a los robots la capacidad de cambiar entre estado líquido y sólido les da más funcionalidad». dice el ingeniero Chengfeng Pan de la Universidad China de Hong Kong, China.

El robot hidrata y regenera
Timelapse muestra el atrevido escape del robot de la prisión. (Wang et al., Cosa2023)

Los pequeños robots que pueden navegar por lugares demasiado pequeños o complicados para que los humanos los manejen con herramientas típicas tienen muchos usos, desde trabajos de reparación exigentes hasta la administración de medicamentos específicos. Pero los materiales duros no son los mejores para moverse en espacios reducidos o esquinas estrechas, mientras que los robots blandos y más flexibles tienden a ser débiles y más difíciles de controlar.

Para encontrar un compromiso, un equipo de investigadores dirigido por Pan y su colega Qingyuan Wang de la Universidad Sun Yat-sen en China recurrió a la naturaleza en busca de inspiración. Animales como los pepinos de mar pueden cambiar la rigidez de sus tejidos para mejorar la capacidad de carga y limitar el daño físico, mientras que los pulpos pueden cambiar la rigidez de sus brazos para camuflarse, manipular objetos y moverse.

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Para diseñar un robot capaz de hacer algo similar, los investigadores necesitaban un material no tóxico que pudiera pasar fácilmente de un estado blando a uno rígido a temperatura ambiente. Se convirtieron en galio, un metal blando con un punto de fusión de 29,76 grados Celsius (85,57 grados Fahrenheit) a presión normal, solo unos pocos grados por debajo de la temperatura promedio del cuerpo humano. Puedes derretir galio simplemente sosteniéndolo en tu mano.

Los investigadores incrustaron una matriz de galio con partículas magnéticas y crearon una «máquina de transición de fase sólido-líquido magnetoactiva».

«Las partículas magnéticas tienen dos funciones» dice el ingeniero mecánico Carmel Majidi de la Universidad Carnegie Mellon, quien es uno de los autores principales del artículo del grupo.

«Una es que hacen que el material responda a un campo magnético cambiante, por lo que puede usar la inducción para calentar el material y provocar un cambio de fase. Pero las partículas magnéticas también le dan movilidad a los robots y la capacidad de moverse en respuesta al campo magnético. .»

Después de probar si la transición de sólido a líquido era reversible (lo era), los investigadores realizaron varias pruebas a través de su pequeño robot. Los robots podrían saltar sobre pequeños fosos, trepar obstáculos e incluso desintegrarse para cooperar y mover objetos antes de reunirse y solidificarse nuevamente.

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Incluso tenían una pequeña versión humanoide, en forma de una figura de Lego, que se derritió para escapar de una pequeña celda de prisión. filtrándose a través de los rayos y se vuelve a formar en el otro lado como tributo a una escena de la película Terminator 2.

A continuación, el grupo exploró aplicaciones prácticas. Crearon un modelo de un estómago humano e hicieron que el robot tragara y extrajera un objeto pequeño del interior (un método útil para extraer las baterías tragadas, por ejemplo) y luego realizara el procedimiento inverso, entregando el objeto de la misma manera. el equipo espera poder entregar medicamentos.

Para la reparación de circuitos, los robots podrían navegar y mezclarse con los circuitos para actuar como conductores y soldaduras; e incluso actuar como un sujetador, filtrándose en los manguitos de los tornillos roscados y solidificándose, haciendo el trabajo del tornillo sin que nadie necesite sujetarlo en su lugar.

En aplicaciones del mundo real, un cambiador de fase requeriría algunos ajustes. Por ejemplo, dado que el cuerpo humano tiene un punto de fusión más alto que el del galio puro, un robot diseñado con fines biomédicos podría tener una matriz de aleación a base de galio que elevaría el punto de fusión manteniendo la funcionalidad.

Según los investigadores, el asunto aún no se ha aclarado.

«El trabajo futuro debería explorar más a fondo cómo estos robots podrían usarse en un contexto biomédico». majidi dice.

«Lo que hemos mostrado son solo demostraciones únicas, pruebas de concepto, pero se necesita mucha más investigación para ver cómo esto podría usarse realmente para administrar medicamentos o eliminar objetos extraños».

El estudio fue publicado en Cosa.

Patricio Arocha

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