Como en ‘Terminator 2’ diseñan un robot que pasa de sólido a líquido para atravesar barrotes

jueves, enero 26, 2023

El robot recuerda en forma y tamaño a un muñeco de Lego y los autores del estudio, que publica la revista científica Matter, le sometieron a una carrera de obstáculos, pruebas de movilidad y cambios de formas

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Ingenieros chinos y estadounidenses diseñaron un pequeño robot que es capaz de cambiar rápida y reversiblemente de estado líquido a sólido, al estilo del villano de la película ‘Terminator 2’.

El robot recuerda en forma y tamaño a un muñeco de Lego y los autores del estudio, que publica la revista científica Matter, le sometieron a una carrera de obstáculos, pruebas de movilidad y cambios de formas.

Uno de los desafíos consistía en ‘licuarse’ para poder escapar a través de unos barrotes y recomponerse después, pero también fue capaz de extraer un objeto extraño de un modelo de estómago y funcionar como soldador inteligente para reparar circuitos de un LED.

Además de cambiar de manera rápida y reversible de estado líquido a sólido, el robot es magnético y puede conducir electricidad.

¿Cómo funciona?

Los científicos denominaron al robot MPTM, acrónimo en inglés de Material de Transición de Fase Magnetoactiva.

El profesor de ingeniería mecánica de la Universidad Carnegie Mellon (Estados Unidos), Carmel Majidi, explica que la figura tiene un tamaño similar a una figurita comercial de Lego: aproximadamente cinco milímetros de ancho y un centímetro de alto.

El nuevo material de cambio de fase se creó incrustando partículas magnéticas en galio, un metal con un punto de fusión muy bajo (29,8 °C). A esta matriz le añadieron partículas de una aleación de otros tres elementos: neodimio, hierro y boro.

Las partículas magnéticas hacen que el material responda a un campo magnético alterno, de modo que se puede, por inducción, calentarlo y provocar el cambio de fase; además confieren movilidad al robot y que lo haga en respuesta al campo magnético.

Hasta ahora, los materiales de cambio de fase dependían de pistolas de calor, corrientes eléctricas u otras fuentes de calor externas para inducir la transformación de sólido a líquido.

El nuevo material también presenta una fase líquida extremadamente fluida en comparación con otros materiales similares, cuyas fases líquidas son más viscosas.

It’s not exactly the T-1000—yet. But researchers have created a liquid metal robot that can mimic the shape-shifting abilities of the silvery, morphing killer robot in Terminator 2: Judgement Day. https://t.co/tyNW1CPLCy pic.twitter.com/WV5NIsQQHn

— News from Science (@NewsfromScience) January 25, 2023

Inspirándose en la naturaleza

Tanto para soportar una alta capacidad de carga como para lograr la adaptabilidad morfológica, los organismos naturales generalmente se basan en cambios dinámicos de rigidez.

Por ejemplo, dice el estudio, el pepino de mar puede alterar reversiblemente la rigidez de su tejido para mejorar su capacidad de carga y evitar daños físicos del medio ambiente.

Mientras que un pulpo puede cambiar la rigidez de sus brazos entre flexibilidad extrema para un cambio morfológico dramático y alta rigidez para tareas de carga intensiva como agarrar, manipular objetos y locomoción.

Inspirándose en la naturaleza, los investigadores han explorado el ajuste de la rigidez utilizando una variedad de sistemas y estrategias de materiales.

Otras capacidades

Con la ayuda de un campo magnético, los robots saltaron fosos, treparon muros o se partieron por la mitad para mover otros objetos de forma cooperativa antes de volver a unirse.

Otra de las capacidades del nuevo material es su uso como tornillo mecánico para ensamblar piezas en espacios de difícil acceso, fundiéndose en el casquillo roscado del tornillo y solidificándose después.

Lo logrado hasta ahora son “demostraciones puntuales”, pero harán falta “muchos más estudios para profundizar en cómo podría usarse realmente para administrar fármacos o extraer objetos extraños”, recalca la investigación.