Robots blandos: más ágiles, eficientes, ecológicos

Robots blandos: más ágiles, eficientes, ecológicos

En la encrucijada de la robótica, la química, la biología y la física, la investigación en robótica blanda allana el camino para integrar nuevos materiales en los robots para hacerlos más ágiles, más eficientes y más ecológicos.

Inspirándose en la biomecánica de una mantarraya, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte desarrolló un robot suave y de bajo consumo capaz de nadar cuatro veces más rápido que los modelos anteriores. En lugar de un motor, el robot utiliza alas biestables que se accionan pasivamente al mover el cuerpo central, una innovación que proviene de un laboratorio especializado en robótica blanda. Este campo original de investigación podría traer en los próximos años muchas innovaciones revolucionarias en la salud, la industria y los videojuegos. Gracias a este campo, ciertas marcas de moda son capaces de imprimir zapatos en 3D, por ejemplo.

La robótica blanda tiene como objetivo satisfacer necesidades históricas, como el manejo de objetos frágiles, moverse en entornos sensibles como el cuerpo humano, e incluso podría ser capaz de autorrepararse en caso de «lesión”. En otras palabras, la integración de nuevos materiales como la silicona en los robots está a punto de abrir el camino a nuevas prestaciones técnicas y ecológicas, ya que ahora podemos construir robots capaces de cambiar de forma, al igual que la materia viva.

Reinventando la forma en que se fabrican los materiales

Pablo Valdivia y Alvarado, investigador de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur y director del Laboratorio de Robótica y Diseño Bioinspirados, ve este campo como “robótica basada en materiales”. Su singularidad es el uso de nuevos materiales para fabricar robots. Hasta ahora, la robótica había evolucionado en base a las innovaciones de la mecánica y la electrónica. Ahora, el objetivo es desarrollar mecanismos afines a los de los organismos vivos inspirados en la biomimética, en los invertebrados, por ejemplo.

El impacto ambiental es significativo, ya que muchos investigadores están trabajando en la posibilidad de imprimir robots utilizando materiales orgánicos y biológicos con propiedades biodegradables.

Estos nuevos robots también podrían eventualmente reemplazar a los modelos tradicionales, porque “Lo que se puede lograr en la robótica tradicional también se puede lograr en la robótica blanda,”, dijo el investigador. Sin embargo, Valdivia y Alvarado cree que la adopción de estos nuevos procesos llevará tiempo: “No existen máquinas estandarizadas para diseñar nuestros proyectos. Por lo tanto, debemos crear nuevos métodos de fabricación.La robótica blanda encierra grandes promesas: este campo se puede combinar con la ingeniería de tejidos y la biología sintética para diseñar estructuras híbridas con capacidades únicas de detección y movilidad, por ejemplo. Al igual que el robot nadador inspirado en las mantarrayas, nos damos cuenta de que la complejidad mecánica, y por lo tanto algorítmica, de tales dispositivos se puede reducir fácilmente. Sin embargo, aguas arriba, este enfoque requiere recursos informáticos significativos para modelar el comportamiento de estas máquinas híbridas.

Un campo al servicio del desarrollo sostenible

«En robótica blanda, la integración de electricidad y electrónica no es obligatoria,”, explica Valdivia y Alvarado. La robótica blanda requiere diferentes diseños en la capacidad de accionar mecanismos, detectar el entorno, convertir el movimiento e incluso en la forma en que los dispositivos utilizan la energía. Así, su fuente de energía puede provenir de componentes electrónicos flexibles o estirables, y el uso de sensores electroquímicos ofrece la posibilidad de que estos robots se alimenten en su entorno. «El impacto ambiental es significativo, ya que muchos investigadores están trabajando en formas de imprimir robots con materiales orgánicos y biológicos con propiedades biodegradables.

De la experimentación a la práctica

La robótica blanda es principalmente experimental, porque “Los ingenieros tradicionales aún no tienen la tecnología y la experiencia para comprender nuevos materiales y desarrollar nuevas tecnologías de fabricación.”, dice Valdivia y Alvarado. «Las pinzas para manipular objetos frágiles son los únicos componentes que se utilizan actualmente. Se adaptan a diferentes tamaños de objetos y son más seguros en las interfaces hombre-máquina.También se está estudiando la futura ropa destinada a experimentos en el metaverso y que permita a los usuarios experimentar sensaciones cercanas a la realidad, gracias a la retroalimentación háptica. No sorprende que una de las pocas empresas que invierte en investigación de robótica blanda sea Meta, la empresa matriz de Facebook.

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