Científicos del MIT han desarrollado un material capaz de cambiar de fase de un estado duro y rígido a otro blando y adaptable. Avance que refieren sus creadores podría permitir construir robos que puedan realizar la misma hazaña al estilo de T-1000 de Terminator 2.
Trabajando con la compañía de robótica Boston Dynamics, los investigadores comenzaron a desarrollar el material como parte del programa de Robots Químicos de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA). La agencia estaba interesada en robots blandos, capaces de moverse a través de espacios reducidos y luego expandirse de nuevo para moverse en torno a un área determinada, como hacen los pulpos.
“Pero si un robot va a realizar tareas significativas, debe ser capaz de ejercer una cantidad razonable de la fuerza en su entorno. Lo que es más, el control de una estructura muy suave es extremadamente difícil: Es mucho más difícil predecir cómo se moverá el material, y qué determinará su forma de lo que pasa con un robot rígido”, dijo Anette Hosoi, profesora de ingeniería mecánica y matemáticas aplicadas en el MIT, responsable de la investigación.
Así que los investigadores decidieron que la única manera de construir un robot deformable sería desarrollar un material que puede cambiar entre un estado blando y duro recubriendo una estructura de espuma de poliuretano en cera. Eligieron la espuma, ya que puede ser comprimida en una pequeña fracción de su tamaño normal, pero una vez liberada recuperará de nuevo a su forma original.
El recubrimiento de cera, por su parte, puede cambiar a partir de una cáscara exterior dura para una superficie suave y flexible con calentamiento moderado. Esto podría hacerse mediante la ejecución de un alambre a lo largo de cada uno de los puntales de espuma revestida y luego aplicar una corriente para calentar y derretir la cera circundante. La desactivación de la corriente de nuevo permitiría que el material se enfríe y vuelva a su estado rígido.
Además de cambiar el material a su estado blando, el calentamiento de la cera de esta manera también repararía cualquier daño sufrido, dice Hosoi. “Este material además de ser de bajo costo permite la auto-sanación”, dice. “Si fractura del recubrimiento, se puede calentar y luego enfriar, y la estructura vuelve a su configuración original.”
Con el fin de estudiar las propiedades del material en más detalle, se utilizó entonces una impresora 3-D para construir una segunda versión de la estructura reticular de la espuma, para permitir que controlen cuidadosamente la posición de cada uno de los puntales y los poros.
“Cuando probamos los dos materiales, encontramos que la red impresa era más susceptible de análisis que la espuma de poliuretano, aunque esto último todavía estaría bien para aplicaciones de bajo costo. Ahora esperamos poder sustituir la cera por un material más fuerte, tal como soldadura”.
Los desarrolladores esperan que en un futuro está tecnología pueda ser utilizada para construir robots quirúrgicos deformables que puedan moverse a través del cuerpo para llegar a un punto concreto sin dañar ninguno de los órganos o vasos a lo largo del camino. Así como ser utilizados en las operaciones de búsqueda y rescate para pasar a través de los escombros en busca de supervivientes.
Referencia: Materiales e ingeniería macromolecular