Los científicos de la Universidad de Waseda pueden haberse acercado un paso más a los innovadores robots blandos para cuidar a las personas. Sin embargo, su material es algo que nunca habrá esperado.
Han desarrollado cristales robóticos que caminan lentamente como un gusano de pulgada y ruedan 20,000 veces más rápido que su velocidad de caminar. Estos cristales orgánicos que se mueven de manera autónoma tienen un gran potencial como material para robots blandos en el futuro, especialmente en el campo médico.
"Los cristales son flexibles, duraderos y livianos", dice Hideko Koshima, profesor visitante en la Organización de Investigación de Waseda para la Innovación Nano y Vida. "Posiblemente podrían usarse como material para microrobots que transportan sustancias en la región microscópica, por ejemplo, portando óvulos para el tratamiento de infertilidad o para realizar una cirugía invasiva "
Su estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 7 de febrero de 2018.
Se esperaba que los cristales desempeñaran un papel importante como material locomotor para robots blandos, y su movimiento mecánico se ha explorado en términos de flexión y expansión / contracción. Sin embargo, se buscó una mayor variedad de movimientos.
Anteriormente en 2016, el grupo de investigación de Koshima informó que los cristales de azobenceno quirales, que también se usaron en el estudio reciente, se doblan con la exposición a la luz. Durante esta investigación, se descubrió que los cristales experimentaban una transición de fase a 145 ° C sin fracturarse, inclusodespués de calentar y enfriar repetidamente.
Con base en estos hallazgos, diseñaron los cristales robóticos que demuestran dos modos diferentes de locomoción: caminar y rodar.
Utilizando una cámara termográfica infrarroja y un microscopio óptico digital, el grupo observó que los cristales delgados y largos en forma de placa con gradiente de grosor en la dirección longitudinal caminaron lentamente como un gusano de pulgada a través de flexiones y estiramientos repetidos bajo ciclos de calentamiento y enfriamiento cerca de la temperatura de transiciónen una placa caliente, moviéndose 1.5 mm en 30 minutos. Por otro lado, los cristales más delgados, más largos, con un gradiente de ancho, se enrollaron 3.1 mm en 0.2 segundos, acelerados por flexión inclinada y luego volteando, bajo un solo proceso de calentamiento y enfriamiento.
"La fuerza impulsora detrás de la locomoción de caminar y rodar se generó a partir de la forma asimétrica de los cristales", explica Koshima.
Aunque los científicos tendrían que estudiar más a fondo cómo controlar con precisión la dirección y la velocidad de los cristales robóticos para una aplicación práctica, este hallazgo abre una puerta a un nuevo campo de la robótica de cristales y, a mayor escala, nos acerca un paso máspara abordar cuestiones relacionadas con el envejecimiento de la población.
"Actualmente, los robots son rígidos y pesados, lo que los hace inadecuados para la interacción diaria con los humanos", señala Koshima. "Nuestros cristales podrían usarse como un nuevo tipo de material para robots blandos con mayor seguridad y comodidad. A medida que nuestra sociedad envejece, debemos considerar la relación simbiótica entre humanos y robots, ya que los robots pueden cuidar a las personas, incluidos los ancianos, en el futuro cercano ".
Koshima ahora está intentando producir cristales robóticos que experimentan una transición de fase a una temperatura mucho más baja.
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Materiales proporcionado por Universidad de Waseda . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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