Un equipo internacional de ingenieros, con apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, se inspiró en los pepinos de mar para diseñar robots en miniatura que cambian rápida y reversiblemente entre los estados líquido y sólido cuando se le ordena. Estos robots, que pueden conducir electricidad, utilizan la inducción magnética para calentarse y cambiar de estado, logrando incluso escapar de las rejas, comunicaron este miércoles.
Más versátiles, funcionales y adaptables a las cargas como los pepinos de mar
«Dar a los robots la capacidad de cambiar entre estado líquido y sólido les otorga más funcionalidad», comentó Chengfeng Pan, ingeniero de la Universidad de China en Hong Kong, que dirigió el estudio. El carácter duro de los robots tradicionales entraña problemas de excesiva rigidez, y del mismo modo sus contrapartes flexibles pecan por ser demasiado blandos y sus movimientos son difíciles de controlar.
Para resolver esta dificultad, los investigadores se inspiraron en el pepino de mar, que puede alterar reversiblemente la rigidez de su tejido para mejorar su capacidad de carga y evitar daños físicos del medio ambiente. De esta manera, el equipo de Pan creó el nuevo material denominado «máquina de transición de fase sólido-líquido magnetoactiva», mediante la incorporación de partículas magnéticas en galio, un metal con un punto de fusión muy bajo (29,8 °C).
«Las partículas magnéticas aquí tienen dos funciones», dice el autor principal e ingeniero mecánico, Carmel Majidi, de la Universidad Carnegie Mellon, EE.UU. «Una es que hacen que el material responda a un campo magnético alterno, por lo que puede, a través de la inducción, calentar el material y provocar el cambio de fase. Pero las partículas magnéticas también dan movilidad a los robots y también la capacidad de moverse en respuesta al campo magnético», explicó Majidi.
Otra característica relevante del nuevo material es que cuenta con una fase líquida extremadamente fluida en comparación con otros materiales que cambian de fase, cuyos estados «líquidos» son considerablemente más viscosas.
Como en ‘Terminator 2’
Los ingenieros realizaron pruebas de movilidad y de resistencia del material en una variedad de contextos. Con la ayuda de un campo magnético, los robots saltaron sobre fosos, escalaron paredes e incluso se dividieron por la mitad para mover otros objetos de manera cooperativa antes de volver a unirse. Al mejor estilo cinematográfico de ‘Terminator 2’, hicieron que un robot ‘Lego humanoide’ se licuara y se escurriera a través de una rejilla. A continuación, el robot se remodeló a su forma original. El estudio se publicó este miércoles en Matter.
Futuras aplicaciones
«Ahora, estamos impulsando este sistema de materiales de formas más prácticas para resolver algunos problemas médicos y de ingeniería muy específicos», subraya Pan.
En el aspecto biomédico, se pudo extraer un objeto extraño de un estómago modelo y administrar medicamentos a pedido en el mismo estómago. Su atributo de buen conductor de la corriente, unida a su capacidad para filtrarse en circuitos electrónicos de difícil acceso, lo hace idóneo para actuar como soldadura inteligente para el ensamblaje y la reparación inalámbricos de circuitos. También, al fundirse en la punta de un tornillo roscado y luego solidificarse sobre este, se puede emplear como un tornillo mecánico universal para ensamblar piezas en lugares de difícil acceso.
