Un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton y la North Carolina State University han diseñado un robot que se mueve como una oruga de papiroflexia, y es un éxito. Efectivamente, los robots no eran como esperábamos y, en parte, eso es culpa de la robótica, pero también se debe a nuestra egolatría. ¿Qué nos hace pensar que somos la mejor solución posible para diseñar un robot? Pensemos en los corredores que han perdido un pie, su prótesis no tiene el aspecto de un pie anatómicamente preciso, es una lámina doblada para actuar como un resorte que cumple mejor la función que se le espera.

En este caso ocurre algo parecido, hay dos características que hacen al ser humano interesante, una de su eficiencia para caminar largas distancias, pero con las ruedas eso ya no está tan claro. La otra es su capacidad de interactuar con entornos artificiales, como casas, vehículos, calles… porque, no en vano, los hemos diseñado a nuestra medida. No obstante, hay multitud de actividades específicas para las que no solo no hace falta nuestro cuerpo, sino que sería un impedimento. Esta oruga, llamada Robatapillar, es la solución ideal para una amplia variedad de aplicaciones de ingeniería, desde dispositivos médicos hasta aeroespaciales y de construcción.

La belleza de las arrugas

"Hemos creado un robot modular de origami blando y enchufable inspirado en la naturaleza, habilitado por la actuación electrotermal con calentadores altamente flexibles y adaptables", dijo Glaucio Paulino, en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y en el Instituto de Materiales de Princeton. "Esta es una tecnología muy prometedora con potencial para traducirse a robots que pueden crecer, curarse y adaptarse según demanda".

Una de sus claves está en su estructura, formada por módulos relativamente independientes que pueden separarse o juntarse para crear orugas robóticas incluso más grandes. La otra característica más relevante de Robatapillar es cómo se pliega esa estructura. Cada módulo es tiene la forma de un cilindro corrugado, como si fuera un acordeón, solo que más complejo. En concreto, reciben el nombre de patrón Kresling. Estas arrugas permiten que cada cilindro se expanda y contraiga proporcionando movimiento a la oruga. Si un cilindro se expande más por un lado que por otro, contribuirá a que gire, proporcionando un control sorprendentemente fino del movimiento.

Calor y electricidad

La otra característica que hemos nombrado es que sea “electrotermal”. Y, aunque puede sonar como un término bastante complicado, podemos intuir a qué se refiere: materiales que responden ante el calor o la electricidad. Teniendo en cuenta que esto es un robot capaz de moverse, esa respuesta, al menos en este caso, es posible que sea mecánica. Y, efectivamente, así es.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte construyeron la oruga con dos materiales que se contraen o expanden de manera diferente cuando se calientan, un elastómero de cristal líquido y una poliamida. Los investigadores combinaron estas dos sustancias en tiras delgadas a lo largo de los pliegues del patrón Kresling e instalaron un delgado calentador estirable hecho de una red de nanocables de plata a lo largo de cada pliegue.

De este modo, la corriente eléctrica en el calentador de nanocables calentaba las tiras, haciendo que la diferente expansión de los dos materiales plegara el módulo hacia un lado o hacia otro. Sabiendo esto, “solo” queda calibrar la corriente y el material utilizado en las tiras, de tal modo que los investigadores puedan controlar el plegado y, por lo tanto, el movimiento de la oruga.

"El nanocable de plata es un excelente material para fabricar conductores estirables. Los conductores estirables son bloques de construcción para una variedad de dispositivos electrónicos estirables, incluidos calentadores estirables. Aquí usamos el calentador estirable como el mecanismo de actuación para los movimientos de flexión y plegado", dijo Yong Zhu, uno de los investigadores principales. Así que, quién sabe, puede que el futuro nos espere con miríadas de robots oruga, tal vez minúsculos, capaces de arrastrarse por nuestros tejidos o sobre zonas desconocidas del planeta.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Por supuesto, la robótica ha logrado verdaderos hitos durante los últimos años y la motricidad de algunos robots, como las famosas creaciones de Boston Dynamics, es espectacular. Nos maravillan y nos hacen sentir que esos sueños sobre robots están cada vez más cerca, pero seamos sinceros, si los comparamos con los organismos biológicos, salvo por una locomoción básica y algunas habilidades tan espectaculares como específicas, no hay punto de comparación con las proezas que hacen incluso los vertebrados más modestos.

REFERENCIAS (MLA):

• “Modular Multi-degree-of-freedom Soft Origami Robots with Reprogrammable Electrothermal Actuation” Proceedings of the National Academy of Sciences