Avance clave en robots blandos

Inspirándose en algunas estructuras vegetales y su funcionamiento en las plantas, unos científicos han conseguido una mejora decisiva en el diseño de actuadores fototérmicos programables, a base de metales líquidos, para robots blandos.

Ciertos metales líquidos están sustituyendo a los materiales fototérmicos tradicionales en la fabricación de actuadores fototérmicos, sobre todo en el caso de los destinados a proporcionar locomoción a robots.

El equipo de Xiaofei Li, del Instituto de Física de Estado Sólido de la Academia China de Ciencias, ha construido un actuador fototérmico utilizando metal líquido y poliimida. Estos componentes se complementan con cinta de politetrafluoroetileno (PTFE). La estructura resultante imita la capacidad de las plantas para buscar la luz solar.

Los investigadores emplearon una película de metal líquido y poliimida como soporte y capa fototérmica. También usaron cinta de PTFE, que actuó a modo de protoplasma, siendo capaz de contraerse y doblarse.

Al ensamblar la cinta de PTFE con la película de metal líquido y poliimida desde distintos ángulos, se curva como los zarcillos de las plantas y se pueden obtener diversas formas, por lo que los creadores del sistema lo califican de programable.

El diseño de los nuevos actuadores fototérmicos programables se inspiró en algunas estructuras vegetales. (Ilustración: Xiaofei Li)

En los experimentos, el actuador resultante presentaba una gran capacidad de deformación, una respuesta rápida, una excelente estabilidad y una gran capacidad de carga. Este logro fomentará la investigación y la aplicación práctica de actuadores de esta clase en robots flexibles, sistemas biónicos e incluso dispositivos inteligentes en general.

Además, los investigadores trabajaron con modelos digitales del actuador y predijeron con precisión la morfología de flexión mediante análisis de elementos finitos.

Basándose en la programabilidad de la morfología inicial y en las predicciones del modelo, los investigadores diseñaron con éxito robots capaces de reptar, rodar, nadar, agarrar y manipular.

Este nuevo actuador allana el camino para seguir desarrollando actuadores fototérmicos en sistemas biónicos y robótica.

Li y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance en robótica en la revista académica Advanced Functional Materials, bajo el título “Tendril-Inspired Programmable Liquid Metal Photothermal Actuators for Soft Robots”. (Fuente: NCYT de Amazings)