Creen músculs per robots més potents que els dels animals

Fets de materials flexibles i econòmics, podrien revolucionar la forma de moure de les màquines.

Un equip d’investigadors de la Universitat de Colorado a Boulder ha inventat un nou tipus de músculs artificials més potents i resistents que els seus equivalents biològics. Segons publiquen avui en dos articles a les revistes Science i Science Robotics, Estan fabricats amb materials molt econòmics -el seu cost oscil·la entre els deu centaus i els tres dòlars- i tenen el potencial per ser tan versàtils com els músculs dels animals, que poden proporcionar des de la precisió mil·limètrica de les mans d’un cirurgià fins a la força bruta d’un cavall de tir. Aplicats en robòtica, podrien revolucionar la forma de moure dels robots metges i industrials i obrir la via a nous tipus de pròtesis més semblants a les extremitats humanes.

musculs per robots 001

Els nous músculs artificials són capaços d’agafar amb delicadesa objectes tan fràgils com un gerd (Keplinger Lab / University of Colorado Boulder)

Els nous dispositius, que reben el nom d’actuadors Hasel -els actuadors són peces robòtiques capaços de moverse- estan formats per embolcalls flexibles de plàstic o silicona farcits d’un oli vegetal, per exemple de colza, i recoberts d’un hidrogel que condueix l’electricitat . En rebre una descàrrega l’oli, que és aïllant elèctric, es desplaça i provoca que el múscul es deformi, el que genera la contracció.

Els actuadors Hasel (les sigles en anglès de “actuadors electrostàtics amplificats hidràulicament capaços de autoreparar”) pesen tan sols uns pocs grams, però poden aixecar garrafes de diversos quilos sense trencar-se i aguantar esforços que desgarrarían els músculs dels mamífers. A més, la potència de contracció es pot adaptar segons el voltatge de la descàrrega elèctrica: també són capaços d’agafar amb la major delicadesa objectes tan fràgils com un ou o un gerd.

“Ens hem inspirat en les sorprenents capacitats del múscul biològic”, declara Christoph Keplinger , director de la investigació, en un comunicat de la Universitat de Colorado. Els nostres músculs també es contrauen en resposta a un estímul elèctric, i la força amb què ho fan depèn de la intensitat de la descàrrega. “Igual que el múscul biològic, els actuadors Hasel poden reproduir l’adaptabilitat del tentacle d’un pop, la velocitat d’un colibrí i la força d’un elefant”, remarca Keplinger.

Una altra similitud amb els músculs animals és que el propi material pot sentir com de estirat o contret està, el que ajudarà a controlar el moviment quan els investigadors apliquin els músculs a robots complexos, sense necessitat de sensors, explica per correu electrònic Eric Acome , autor principal l’article de Science . D’altra banda, a diferència d’altres dispositius robòtics basats en materials sòlids, l’aïllant líquid dels nous músculs és capaç de regenerar les seves capacitats immediatament després de patir una sobrecàrrega elèctrica.

L’equip de Keplinger ha desenvolupat tres tipus d’actuadors. El primer, amb forma de donut, és útil per agafar objectes, ja que la descàrrega elèctrica fa augmentar el seu gruix. Aquest prototip és també el més resistent, ja que pot aguantar més d’un milió de contraccions sense trencar-se. El segon prototip de múscul és una làmina rectangular que s’estira en rebre voltatge. Els investigadors ho han acoblat a un braç mecànic i han aconseguit que fes la funció d’un bíceps.

El tercer tipus és el que més s’assembla als músculs biològics, ja que es contrau en resposta al corrent elèctric. L’embolcall que el recobreix està fet del mateix material que les bosses de patates fregides en lloc de silicona, pel que és més econòmic, i és capaç de contreure més ràpid que qualsevol múscul humà. “Podem construir aquests dispositius per un cost d’uns deu centaus”, afirma Nicholas Kellaris , autor principal de l’article de Science Robotics , en el comunicat de la Universitat de Colorado. “Els materials són de baix cost, escalables i compatibles amb les tècniques que s’utilitzen actualment a la indústria”, afegeix.

Avui dia, els robots utilitzen majoritàriament peces rígides per moure. Solen ser útils en treballs ardus i repetitius, però no per a tasques que requereixin flexibilitat. Com a alternativa, els científics han començat a desenvolupar materials tous per a robòtica, encara que fins ara no havien aconseguit cap que respongués amb moviments prou ràpids i potents per rivalitzar amb les seves contrapartides rígides.

musculs per robots 002

Els investigadors van incorporar un dels tipus de múscul a un braç robòtic i van aconseguir que fes la funció d’un bíceps (Keplinger Lab / University of Colorado Boulder)

“Per al futur, imaginem robots tous que interaccionin amb les persones per millorar la nostra qualitat de vida; per exemple, robots que ens ajudin en les tasques quotidianes a casa “, explica Eric Acome. “Els robots tous també són ideals per moure en entorns perillosos com a zones catastròfiques o edificis ensorrats -un robot tou podria esmunyir per espais petits”, afegeix l’investigador. En un futur més llunyà, afegeix, “la robòtica de materials tous podria proporcionar pròtesis d’extremitats molt més realistes”.

Els investigadors ja han patentat els nous músculs artificials i estan negociant amb empreses per continuar el seu desenvolupament.

ELSA VELASCO – LA VANGUARDIA

 

Anuncis

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s