Estas antiguas criaturas pueden colarse a través de las grietas más pequeñas, adaptarse cómodamente para encajar en espacios reducidos y sobrevivir en ambientes hostiles: no hay muchas áreas que estén fuera del alcance de un insecto.

Estas antiguas criaturas pueden colarse a través de las grietas más pequeñas, adaptarse cómodamente para encajar en espacios reducidos y sobrevivir en ambientes hostiles: no hay muchas áreas que estén fuera del alcance de un insecto.

Es por eso que los investigadores de la Universidad de Pittsburgh han creado pequeños robots inspirados en insectos que pueden realizar tareas en espacios de difícil acceso y entornos inhóspitos.

«Estos robots podrían usarse para acceder a áreas estrechas para obtener imágenes o evaluación ambiental, tomar muestras de agua o realizar evaluaciones estructurales», dijo Junfeng Gao, quien dirigió el trabajo como estudiante graduado en ingeniería industrial en la Escuela de Ingeniería Swanson. «En cualquier lugar donde desee acceder a espacios reducidos, donde podría entrar un error pero una persona no, estas máquinas podrían ser útiles».

Para muchas criaturas menores de cierto tamaño, como colmillos, camarones mantis y pulgas, saltar sobre una superficie es más eficiente energéticamente que gatear. Estos movimientos impulsivos se replicaron en los robots, que consisten en un músculo artificial de polímero.

«Es similar a cargar una flecha en un arco y dispararla: los robots se romperán para acumular energía y luego la liberarán en un estallido impulsivo para saltar hacia adelante», explicó M. Ravi Shankar, profesor de ingeniería industrial en Pitt, cuyo laboratorio realizó la investigación. “Normalmente, la actuación en los músculos artificiales con los que trabajamos es bastante lenta. Nos atrajo la pregunta: ‘¿Cómo tomamos este músculo artificial y lo usamos para crear una actuación de rebote en lugar de una actuación lenta?’”

La respuesta estaba en la interacción del orden molecular y la geometría.

“La forma compuesta curva del músculo de polímero le permite generar energía cuando se alimenta. La forma en que las moléculas se alinean en el músculo está inspirada en el mundo natural, donde su actuación combinada incorpora energía a la estructura», dijo Mohsen Tabrizi, coautor del estudio y estudiante de doctorado en ingeniería industrial en la Escuela Swanson. «Esto se logra con solo unos pocos voltios de electricidad».

El movimiento versátil y la estructura liviana permiten que los robots, que tienen aproximadamente el tamaño de un grillo, se muevan sobre superficies móviles como la arena tan fácilmente como lo hacen sobre superficies duras, e incluso saltan sobre el agua.

El artículo Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility (DOI: 10.1002/admt.202100979) fue publicado en la revista Tecnologías de materiales avanzados y fue coautor de Junfeng Gao, Arul Clement, Mohsen Tabrizi y M. Ravi Shankar.


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