\n<\/aside>\n<\/p>\n
\u00bfAlguna vez te has preguntado por qu\u00e9 los robots no pueden caminar ni mover sus cuerpos con tanta fluidez como nosotros? Algunos robots pueden correr, saltar o bailar con mayor eficiencia que los humanos, pero sus movimientos corporales tambi\u00e9n parecen mec\u00e1nicos. La raz\u00f3n de esto radica en los huesos que les faltan.<\/p>\n
A diferencia de los humanos y los animales, los robots no tienen huesos reales ni tejidos flexibles que los conectan; Tienen enlaces y uniones artificiales hechos de materiales como fibra de carbono y tubos met\u00e1licos. Seg\u00fan Robert Katzschmann, profesor de rob\u00f3tica en ETH Zurich, estas estructuras internas permiten que un robot realice movimientos, agarre objetos y mantenga diferentes posturas. Sin embargo, dado que los eslabones y las uniones est\u00e1n hechos de materiales duros, los cuerpos de los robots no son tan flexibles, \u00e1giles y blandos como los cuerpos humanos. Esto es lo que hace que sus movimientos corporales sean tan r\u00edgidos.<\/p>\n
Pero es posible que no necesiten permanecer r\u00edgidos por mucho tiempo. Un equipo de investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnolog\u00eda (ETH) de Zurich y la startup Inkbit, con sede en EE. UU., han descubierto una manera de imprimir en 3D la primera mano rob\u00f3tica del mundo con una estructura interna compuesta de huesos, ligamentos y tendones similares a los humanos. Lo que hace que la mano sea a\u00fan m\u00e1s especial es que se imprimi\u00f3 utilizando un m\u00e9todo de deposici\u00f3n de inyecci\u00f3n de tinta 3D completamente nuevo llamado inyecci\u00f3n controlada por visi\u00f3n (VCJ).<\/p>\n
Impresi\u00f3n 3D versus robots<\/h2>\n Actualmente, los robots impresos en 3D suelen fabricarse con poliacrilatos de curado r\u00e1pido. Estos pol\u00edmeros son duraderos y se solidifican r\u00e1pidamente durante la deposici\u00f3n. Sin embargo, para evitar irregularidades, \u201ccada capa impresa requiere una planarizaci\u00f3n mec\u00e1nica [the process of smoothing an uneven surface by using mechanical force], lo que limita los niveles de suavidad y el tipo de qu\u00edmica del material que se puede utilizar\u201d, se\u00f1alan los investigadores. Esta es la raz\u00f3n por la que los robots impresos en 3D est\u00e1ndar no son muy el\u00e1sticos y tienen formas y materiales limitados.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nDebido a la r\u00e1pida solidificaci\u00f3n del material impreso, los cient\u00edficos no tienen tiempo para realizar modificaciones en diferentes capas y deben emplear pasos de fabricaci\u00f3n y ensamblaje separados para fabricar los diferentes componentes de un solo robot. Una vez que terminan de imprimir cada pieza, ensamblan estas diferentes piezas y las prueban minuciosamente, lo que hace que el proceso sea lento y tedioso.<\/p>\n
Aqu\u00ed es donde el m\u00e9todo VCJ propuesto puede marcar una gran diferencia. Este proceso de impresi\u00f3n 3D implic\u00f3 el uso de pol\u00edmeros de tioleno suaves y de curado lento. \u00abEstos tienen muy buenas propiedades el\u00e1sticas y regresan a su estado original mucho m\u00e1s r\u00e1pido despu\u00e9s de doblarse que los poliacrilatos\u00bb, dijo Katzschmann, uno de los autores de un nuevo art\u00edculo que describe el nuevo m\u00e9todo.<\/p>\n
Repensar la impresi\u00f3n 3D para robots<\/h2>\n En un sistema VCJ, junto con una impresora 3D, hay un esc\u00e1ner l\u00e1ser 3D que inspecciona visualmente cada capa en busca de irregularidades en la superficie a medida que se deposita. \u201cEsta inspecci\u00f3n visual hace que el proceso de impresi\u00f3n sea totalmente sin contacto, lo que permite depositar una gama m\u00e1s amplia de posibles pol\u00edmeros. Nosotros, por ejemplo, imprimimos con pol\u00edmeros a base de tiol porque nos permit\u00edan crear estructuras resistentes a la luz ultravioleta y a la humedad\u201d, dijo Katzschmann a Ars Technica.<\/p>\n
Despu\u00e9s del escaneo no se produce ninguna planarizaci\u00f3n mec\u00e1nica de la capa depositada. En cambio, la siguiente capa se imprime de tal manera que compense todas las irregularidades de la capa anterior. \u00abUn mecanismo de retroalimentaci\u00f3n compensa estas irregularidades al imprimir la siguiente capa calculando los ajustes necesarios en la cantidad de material a imprimir en tiempo real y con precisi\u00f3n milim\u00e9trica\u00bb, dijo Wojciech Matusik, uno de los autores del estudio y profesor de inform\u00e1tica. ciencia en el MIT.<\/p>\n
Adem\u00e1s, los investigadores afirman que este sistema controlado de circuito cerrado les permite imprimir la estructura completa de un robot de una vez. \u201cNuestra mano rob\u00f3tica se puede imprimir de una sola vez, sin necesidad de ensamblaje. Esto acelera enormemente el proceso de dise\u00f1o de ingenier\u00eda: se puede pasar directamente de una idea a un prototipo funcional y duradero. Se evitan costosos montajes y herramientas intermedias\u201d, a\u00f1ade Katzschmann.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nUtilizando la t\u00e9cnica VCJ, los investigadores imprimieron con \u00e9xito una mano rob\u00f3tica que tiene estructuras internas similares a las de una mano humana. Equipada con almohadillas t\u00e1ctiles y sensores de presi\u00f3n, la mano rob\u00f3tica tiene 19 estructuras similares a tendones (en los humanos, los tendones son los tejidos conectivos fibrosos que conectan huesos y m\u00fasculos) que le permiten mover la mu\u00f1eca y los dedos. La mano puede sentir el tacto, agarrar cosas y detener los dedos cuando tocan algo. (Los investigadores utilizaron datos de resonancia magn\u00e9tica de una mano humana real para modelar su construcci\u00f3n).<\/p>\n
El futuro de VCJ<\/h3>\n Adem\u00e1s de la mano, tambi\u00e9n imprimieron un coraz\u00f3n rob\u00f3tico, un robot de seis patas y un metamaterial capaz de absorber vibraciones de su entorno. Los investigadores sugieren que todos estos robots funcionan como sistemas h\u00edbridos r\u00edgidos y blandos (robots hechos de materiales tanto blandos como duros) que pueden superar a los robots duros en t\u00e9rminos de flexibilidad y superar los problemas relacionados con el dise\u00f1o y la escala que enfrentan los robots blandos.<\/p>\n
Dado que los robots blandos est\u00e1n hechos de materiales flexibles como fluidos o elast\u00f3meros, a los cient\u00edficos les resulta complicado mantener su geometr\u00eda y resistencia a escalas mayores, ya que los materiales pueden tener dificultades para conservar sus propiedades f\u00edsicas e integridad estructural. Adem\u00e1s, es mucho m\u00e1s f\u00e1cil controlar y alimentar un robot blando de escala centim\u00e9trica o milim\u00e9trica; por eso se hacen m\u00e1s peque\u00f1os. VCJ, por otro lado, tiene el potencial de dar lugar a robots h\u00edbridos r\u00edgidos y blandos escalables.<\/p>\n
\u201cPrevemos que VCJ eventualmente reemplazar\u00e1 todos los m\u00e9todos de impresi\u00f3n por inyecci\u00f3n de tinta por contacto. Con VCJ puede empezar a producir piezas funcionales para rob\u00f3tica, implantes m\u00e9dicos y otras industrias. La alta resoluci\u00f3n, las propiedades adecuadas del material y su larga vida \u00fatil hacen que las impresiones del sistema VCJ sean muy \u00fatiles tanto para aplicaciones comerciales como de investigaci\u00f3n\u201d, dijo Katzschmann a Ars Technica.<\/p>\n
Naturaleza, 2023. DOI: 10.1038\/s41586-023-06684-3 (Acerca de los DOI)<\/p>\n
Rupendra Brahambhatt es una periodista y cineasta experimentada. Cubre noticias cient\u00edficas y culturales y, durante los \u00faltimos cinco a\u00f1os, ha trabajado activamente con algunas de las agencias de noticias, revistas y marcas de medios m\u00e1s innovadoras que operan en diferentes partes del mundo.<\/i><\/p>\n<\/p><\/div>\n
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