Los nuevos robots desarrollados por ingenieros del MIT son transparentes, invisibles en el agua. Imitan a las anguilas y son un prometedor desarrollo en robótica blanda
Los ingenieros del MIT han fabricado robots transparentes a base de gel que se mueven cuando se bombea agua dentro y fuera de ellos. Los bots pueden patear una pelota bajo el agua y agarrar y soltar un pez vivo.
Los robots están hechos completamente de hidrogel, un material resistente, gomoso y casi transparente que se compone principalmente de agua. Cada robot es un conjunto de estructuras de hidrogel huecas, diseñadas con precisión, conectadas a tubos de goma. Cuando los investigadores bombean agua a los robots de hidrogel, las estructuras se inflan rápidamente en orientaciones que permiten a los robots encogerse o estirarse.
El equipo diseñó varios robots de hidrogel, incluida una estructura en forma de aleta que se balancea hacia adelante y hacia atrás, un apéndice articulado que hace movimientos de patadas y un robot suave con forma de mano que puede apretar y relajarse.
Debido a que los robots funcionan con agua y están compuestos casi en su totalidad por agua, tienen propiedades visuales y acústicas similares al agua. Los investigadores proponen que estos robots, si están diseñados para aplicaciones submarinas, pueden ser virtualmente invisibles.
El grupo, dirigido por Xuanhe Zhao, profesor asociado de ingeniería mecánica e ingeniería civil y ambiental en el MIT, y el estudiante de posgrado Hyunwoo Yuk, está buscando adaptar robots de hidrogel para aplicaciones médicas.
Las ‘manos’ de hidrogel
Se trata de manos que potencialmente podrían aplicar manipulaciones más suaves a los tejidos y órganos en operaciones quirúrgicas. Zhao y Yuk han publicado sus resultados esta semana en Nature Biomedical Engineering.
Durante los últimos cinco años, el grupo de Zhao ha estado desarrollando “recetas” para hidrogeles, mezclando soluciones de polímeros y agua, y utilizando técnicas que inventaron para fabricar materiales resistentes pero altamente elásticos. También han desarrollado formas de pegar estos hidrogeles a varias superficies como vidrio, metal, cerámica y caucho, creando uniones extremadamente fuertes.
El equipo se dio cuenta de que estos hidrogeles duraderos, flexibles y fuertemente adheribles podrían ser materiales ideales para su uso en robótica blanda. Muchos grupos han diseñado robots blandos a partir de cauchos como las siliconas, pero Zhao señala que estos materiales no son tan biocompatibles como los hidrogeles.
Para aplicar sus materiales de hidrogel a la robótica blanda, los investigadores primero miraron al mundo animal. Se concentraron en particular en leptocéfalos, o anguilas de cristal, larvas de anguila diminutas, transparentes, parecidas a hidrogel que eclosionan en el océano y eventualmente migran a sus hábitats fluviales naturales.
Yuk y Zhao descubrieron que al bombear agua, podían producir reacciones rápidas y contundentes, lo que permitía que un robot de hidrogel generara unos newtons de fuerza en un segundo.
En experimentos que utilizaron varios diseños de robots de hidrogel, el equipo descubrió que las estructuras podían soportar el uso repetido de hasta 1.000 ciclos sin romperse ni rasgarse. También descubrieron que cada diseño, colocado bajo el agua sobre fondos de colores, parecía camuflado casi por completo. El grupo midió las propiedades acústicas y ópticas de los robots de hidrogel y descubrió que eran casi iguales a las del agua, a diferencia del caucho y otros materiales de uso común en la robótica blanda.
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