Los investigadores han desarrollado los robots andantes controlados a distancia más pequeños del mundo. Parecidos a los cangrejos, pueden moverse hacia los lados sin cables, sistemas hidráulicos, electricidad u otros componentes mecánicos estándar. Este tipo de estructura podría utilizarse en muchos campos.

Los robots con dimensiones submilimétricas son interesantes para diversas y variadas aplicaciones. Podríamos imaginar herramientas para procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos en medicina clínica, por ejemplo. Estos robots también podrían permitir una mejor manipulación de células/tejidos en la investigación biológica. Sin embargo, las clases limitadas de estructuras y materiales que se pueden usar para su desarrollo crean desafíos para lograr los parámetros de rendimiento deseados, de ahí el interés en estos nuevos robots.

Un enfoque muy ingenioso

Estos cangrejos robóticos, que miden sólo 0,5 mm de ancho, puede moverse lateralmente, pero también doblarse, torcerse, girar e incluso saltar. No encontrará ningún diseño mecánico que involucre muchas partes móviles alimentadas por una fuente de electricidad. Estas criaturas de ocho patas tienen un diseño mucho más aerodinámico compuesto por unos pocos materiales que se pueden manipulado por láser.

En términos concretos, estos robots están hechos de una aleación elástica con memoria de forma que se transforma en su forma 3D como un libro emergente. Un borde de aleación 2D en forma de cangrejo está unido a un sustrato de caucho estirado en los pies. Cuando el sustrato se relaja y su área superficial disminuye, el material es forzado a adoptar la forma 3D deseada.

Cuando la aleación 3D se calienta con un láser, intenta volver a su forma 2D aplanada original. Sin embargo, antes de que la aleación pueda aplanarse por completo, se enfría rápidamente y vuelve a su forma de cangrejo 3D. Es este rápido cambio de forma lo que permite el movimiento del robot. Un revestimiento de vidrio especial en la aleación facilita la dirección de los láseres para calentar Algunas áreas del robot, lo que permite una amplio rango de movimiento.

Robots pequeños y rápidos

Como explican los autores en la revista Science Robots, este pequeño cangrejo puede moverse a una velocidad máxima de unos la mitad de la longitud de su cuerpo por segundo. Tal velocidad se debe a la velocidad a la que los materiales se enfrían después de ser calentados por el láser. Dado que estas estructuras son muy pequeñas, la velocidad de enfriamiento es muy rápida. En otras palabras, reducir su tamaño les permite evolucionar más rápidamente.

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Una simulación del proceso que le da al robot su forma 3D. Créditos: Universidad Northwestern
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Un video del robot aplanándose y contrayéndose cuando se calienta y enfría usando láseres, lo que permite el movimiento lateral. Créditos: Universidad Northwestern

Al observar al robot moverse lateralmente, podríamos pensar que su locomoción se inspiró en su forma de cangrejo. En realidad, es al revés. De hecho, los estudiantes de la Universidad Northwestern han puesto sus ojos en esta forma después de aprender cómo reacciona el material a los láseres. Los movimientos laterales de estos pequeños robots eventualmente los llevaron a pensar en cangrejos, pero son posibles otras formas. Durante su trabajo, los investigadores ya han desarrollado robots que se asemejan a orugas, grillos y escarabajos.