“Big Hero 6” inspira nuevos robots blandos que curan sus heridas

“Big Hero 6” inspira nuevos robots blandos que curan sus heridas

La escena en la película de Disney “Big Hero 6”, en la que su protagonista, el robot Baymax, trata de sellar sus cortes con cinta adhesiva, ha sido la inspiración para los investigadores de la Vrije Universiteit de Bruselas a la hora de desarrollar nuevos materiales para robots blandos. En su trabajo con polímeros, este material “cicatriza” rápidamente para reparar cualquier daño que haya sufrido la superficie del robot.

Esta capacidad de reparación se debe a la composición del material que recubre los robots: un polímero que ofrece todas las características clásicas de los robots blandos – flexibilidad, elasticidad y durabilidad general – con los beneficios añadidos de autocuración y posibilidad de reciclaje, según se detalla en la web de la American Association for the Advancement of Science.

robots blandos e independientes

Materiales similares ya se han utilizado en situaciones del mundo real, como recubrimientos de coches que pueden suavizar arañazos. La incorporación de estos materiales a los robots -especialmente aquellos hechos para interactuar con los seres humanos- es el siguiente paso para incorporar la habilidad de “autocuración” en el mundo artificial.

“Nuestra investigación abre perspectivas prometedoras. Los robots no sólo pueden hacerse más ligeros y seguros, sino que también podrán trabajar de forma más independiente sin necesidad de reparaciones constantes“, explica Bram Vanderborght, profesor de Vrije Universiteit de Bruselas y coautor del estudio publicado en Science Robotics.

deformación muscular

Tal como explicamos en Nobbot, La idea de los robots blandos no es nueva, aunque el término ha evolucionado con los últimos avances en robótica. Blando hace unas décadas quería decir deformable en cierta medida, pero fabricado por piezas más o menos rígidas.  Soft era una categoría que indicaba que el robot era capaz de modificar su estructura básica. Y un ejemplo de ello era el MorpHex 3. Aquí las versiones MorpHex 1 y MorpHex 2, por si alguien tiene curiosidad de cómo es por dentro o pruebas de campo. Aproximadamente desde 2010, soft hace referencia a una generación de robots capaces de una deformación casi muscular.

Como el adjetivo blando ya estaba en uso, lo siguiente fue agregar completamente a la descripción y nacen así los robots biológicos, que no requieren de metal o polímeros rígidos.

Los robots blandos son ideales para una variedad de funciones, como moverse por terrenos accidentados, entrar en pequeños espacios y cambiar su forma exterior. Estas funciones se pueden implementar en muchas aplicaciones del mundo real, desde aquellas que requieren frecuentes interacciones humanas, como asistencia médica o asistencia social, hasta aquellas en entornos exigentes, como la industria, la construcción o las misiones de búsqueda y rescate.

La flexibilidad y elasticidad de estos robots son a menudo inspirados por el tejido de los organismos vivos que ofrece protección, así como una rápida adaptación a los daños. Desafortunadamente, muchos prototipos de no tienen esta última cualidad.
“Los materiales blandos utilizados para la construcción de los robots son altamente susceptibles a daños, tales como cortes y perforaciones causadas por objetos punzantes presentes en los ambientes incontrolados e impredecibles en los que operan”, dijo Vanderborght. También pueden ser dañados por la “sobrepresión” causada por el exceso de flujo de aire dentro de la estructura robótica – un método típico para controlar el movimiento de los robots blandos.

Para remediar estos problemas, Vanderborght y su equipo buscaron maneras de ayudar a los robots blandos a reparar sus propias lesiones a medida que ocurren.

elastómero sensible a la temperatura

Según Vanderborght, “La robótica autocurativa se ha centrado principalmente en software como, por ejemplo, en el trabajo de Jean-Baptiste Mouret, en el que un robot aprende a adaptarse a sus heridas“. Cuando el robot de Mouret rompe sus patas traseras, reprograma su software para que aprenda a caminar sobre sus patas delanteras. Por el contrario, el equipo de Vanderborght dotó de la capacidad de autosanación a los robots con materiales que permiten al bot recuperar todos sus mecanismos mecánicos originales.

Utilizando un elastómero sensible a la temperatura, los investigadores construyeron una pinza robótica suave, mano y músculos artificiales que fueron capaces de reparar cortes grandes y pequeños en 20 a 40 minutos cuando se expusieron a calor (alrededor de 80 grados).

El calor rompe la estructura firme del elastómero, formada por enlaces químicos reticulados, que eventualmente hacen que el material sea lo suficientemente dúctil para sellar el corte. Luego, al enfriarse a alrededor de 25 grados centígrados, la restauración de los enlaces hace “sanar” la herida. La eficiencia de recuperación de los robots fue de alrededor del 98% al 99%, calcularon los investigadores.

COCHES “BLANDITOS” QUE SALVARÍAN VIDAS

Como decíamos previamente, los materiales blandos también se están empezando a aplicar al mundo de la automoción, con el objetivo de mejorar la seguridad vial en caso de atropello. En este sentido, tiene interés lo que leemos en 20minutos.es, sobre la firma Waymo, auspiciada por Alphabet, que ha patentado una innovación para fabricar vehículos que se deforman y reblandecen en caso de colisión con un peatón o para proteger a los viajeros si el choque es contra un elemento rígido que ponga en peligro sus vidas.

Esto tendría especial relevancia en los últimos tiempos, en los que se ha generado cierta alarma social por las trágicas colisiones con ciclistas o cuando surgen ciertas voces que dudan de la seguridad de los nuevos coches autónomos.

Esta patente se registró en 2015, aunque solo ahora se ha conocido su existencia, si bien no han trascendido los detalles del sistema inteligente que permitiría la contracción del vehículo en caso de impacto .

Fuente: American Association for the Advancement of Science.

En Nobbot | Soft robots: di adiós a la idea de que están hechos de metal