Un equipo de investigadores de ingeniería ha hecho un avance fundamental en el control de los llamados robots blandos, utilizando campos magnéticos para manipular de forma remota las cadenas de micropartículas incrustadas en dispositivos robóticos blandos. Los investigadores ya han creado varios dispositivos que utilizan la nueva técnica.
"Al poner estas cadenas de autoensamblaje en robots blandos, podemos hacer que realicen funciones más complejas mientras conservan diseños relativamente simples", dice Joe Tracy, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Carolina del Norte yautor correspondiente de un artículo sobre el trabajo: "Las posibles aplicaciones para estos dispositivos van desde bombas activadas de forma remota para la entrega de medicamentos hasta el desarrollo de estructuras desplegables de forma remota".
La nueva técnica se basa en trabajos previos en el campo del autoensamblaje, compuestos accionados magnéticamente por Tracy y Orlin Velev, el Profesor INVISTA de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State.
Para este estudio, los investigadores introdujeron micropartículas de hierro en una mezcla de polímero líquido y luego aplicaron un campo magnético para inducir a las micropartículas a formar cadenas paralelas. La mezcla se secó, dejando atrás una película delgada de polímero elástico incrustada con las cadenas alineadas departículas magnéticas.
"Las cadenas nos permiten manipular el polímero de forma remota como un robot blando controlando un campo magnético que afecta las cadenas de partículas magnéticas", dice Tracy.
Específicamente, la dirección del campo magnético y su fuerza pueden variar. Las cadenas de micropartículas de hierro responden alineándose a sí mismas y al polímero circundante en la misma dirección que el campo magnético aplicado.
Utilizando esta técnica, los investigadores han creado tres tipos de robots blandos. Un dispositivo es un voladizo que puede levantar hasta 50 veces su propio peso. El segundo dispositivo es una estructura similar a un acordeón que se expande y contrae, imitando el comportamiento demúsculo. El tercer dispositivo es un tubo que está diseñado para funcionar como una bomba peristáltica: una sección comprimida se desplaza a lo largo del tubo, de forma muy parecida a cuando alguien extrae el último pedazo de pasta de dientes pasando el dedo por el tubo.
"Ahora estamos trabajando para mejorar tanto el control como la potencia de estos dispositivos, para avanzar en el potencial de la robótica suave", dice Tracy.
Los investigadores también han desarrollado una métrica para evaluar el rendimiento de los levantadores magnéticos, como el dispositivo en voladizo.
"Hacemos esto midiendo la cantidad de peso que se levanta y teniendo en cuenta tanto la masa de partículas en el levantador como la fuerza del campo magnético que se aplica", dice Ben Evans, coautor del artículo y asociadoprofesor de física en la Universidad de Elon. "Creemos que esta es una herramienta útil para los investigadores en esta área que desean encontrar una forma empírica de comparar el rendimiento de diferentes dispositivos".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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