Músculos artificiales que ejercen una fuerza de hasta 34 veces su peso

Los músculos artificiales imitan los músculos humanos y proporcionan movimientos con más flexibilidad y más naturales que los movimientos realizados por los motores tradicionales, lo que los convierte en uno de los elementos básicos utilizados en robots blandos, ciertos dispositivos médicos y robótica vestible (sistemas robóticos que se pueden llevar sobre el cuerpo como prendas de vestir). Estos músculos artificiales crean movimientos en respuesta a estímulos externos como la electricidad, la presión atmosférica y los cambios de temperatura, y para utilizarlos debidamente es importante controlar estos movimientos con precisión.

El equipo integrado, entre otros, por Manmatha Mahato e Ilkwon Oh, del Instituto de Ciencia y Tecnología Avanzadas de Corea del Sur (KAIST), afrontó el reto desarrollando un actuador blando electroiónico que puede controlar el flujo de fluidos produciendo grandes cantidades de fuerza, incluso en un tubo estrecho, y lo utilizó como interruptor fluídico blando. De ese modo, pudo prescindir de los interruptores heredados de los motores, que siempre han sido difíciles de utilizar en espacios reducidos debido a su rigidez y gran tamaño.

El músculo artificial desarrollado por el equipo de investigación está compuesto por electrodos metálicos y polímeros iónicos, y genera fuerza y movimiento en respuesta a la electricidad. Se utilizó un armazón orgánico covalente polisulfonado (pS-COF) fabricado mediante la combinación de moléculas orgánicas en la superficie del electrodo del músculo artificial para generar una impresionante cantidad de fuerza en relación con su peso con una potencia ultrabaja (~0,01V).

Como resultado, el músculo artificial, que se fabricó para que fuera tan fino como un cabello, con un grosor de 180 micrómetros, produjo una fuerza más de 34 veces superior a su peso.

A raíz de esto, el equipo de investigación pudo controlar con precisión y sin requerir mucha potencia, la dirección del flujo de fluido.

Recreación artística de músculo artificial. (Ilustración: Amazings / NCYT)

Mahato y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus innovaciones en músculos artificiales en la revista académica Science Advances, bajo el título “Polysulfonated covalent organic framework as active electrode host for mobile cation guests in electrochemical soft actuator”. (Fuente: NCYT de Amazings)