Músculos artificiales, un paso más a la creación de androides

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La investigación sobre músculos artificiales es un tema que ha estado en boga por varios años; en fechas recientes el equipo de ciencias de la computación e inteligencia artificial del MIT en conjunto con el instituto Wyss de Harvard han logrado grandes avances en el tema.

La investigación de los músculos artificiales del MIT-Wyss tiene como base los actuadores, los cuales son materiales y dispositivos que pueden contraerse para adaptarse a la fuerza que se le aplique y son capaces de mover o controlar objetos y sistemas mediante la aplicación de fuerza mecánica sobre ellos.

Para el diseño de actuadores se han usado diferentes tipos de materiales como los polímeros, nanotubos de carbono y grafeno y compuestos de polímeros inorgánicos. A pesar de haber encontrado materiales con potencial, sigue siendo complicado afrontar otros factores, como encontrar la forma correcta para crear el mecanismo ideal, dado que los músculos están formados por estructuras fibrosas que incluso un detalle como la longitud de la fibra se vería reflejado en la complejidad de los movimientos que pudiera realizar, porque la estructura de las fibras debe ser capaz de comprimirse en todas las direcciones.

Sin embargo, estos factores no detuvieron al laboratorio de ciencias de la computación e inteligencia artificial del MIT, quienes se asociaron con el instituto Wyss de Harvard para la creación de un musculo artificial muy fuerte y asequible que podría ser usado para la creación de robots blandos, los cuales adquirirían capacidades asombrosas, como levantar hasta mil veces su peso.

Estos músculos artificiales robóticos pueden ser construidos en 10 minutos con materiales accesibles por menos de un dólar. Todo el diseño está inspirado en el origami, por ello la forma estructural del musculo es básica y comprimible; la estructura está rodeada por una bolsa sellada que luego puede cambiar su movimiento al crear un vacío entre el esqueleto y la bolsa, otorgándoles la agilidad y fluidez de un músculo humano y una fuerza descomunal.

A medida que cambia el volumen de líquido entre el esqueleto y la bolsa provocan alteraciones en la presión causando tensión, lo que permite que los músculos se muevan sin intervención humana. Los movimientos musculares se programan en función de la geometría estructural del esqueleto. Los movimientos multidireccionales también se pueden programar en el material. Los músculos artificiales también pueden agarrar, levantar y girar objetos.  A causa de la tensión puede programarse las flexiones del músculo para que estas se realicen una y otra vez por varios días sin detenerse.

La simplicidad de su estructura y el fácil manejo del material con el que es elaborado hacen que el tamaño de estos músculos artificiales pueda ser muy variado, desde un musculo de unos pocos milímetros hasta fabricar uno de un metro, gracias a esta versatilidad se pueden construir con éxito versiones de estos músculos con una variedad de materiales como resortes de metal o espuma de embalaje y por supuesto en diferentes tamaños. El factor a favor aquí se encuentra en que entre más grande es el musculo más fuerza puede ejercer y por ende más peso puede levantar, lo cual amplia de una manera muy tangible las múltiples utilidades de los robots formados por músculos artificiales

No todo en la creación de estos músculos artificiales para un robot es positivo, ya que tiene un inconveniente muy importante y es que no son fáciles de controlar o programar como lo es un robot tradicional, porque todo el peso cae en su estructura interna y si esta no conforma los patrones correctos para determinados movimientos una vez creada, ya no puede se modificada porque sus patrones definen como se moverá en un sistema en conjunto, si una parte del sistema falla haría que todo el sistema colapsara. Sin embargo, es un inconveniente que puede ser resuelto fácilmente, solo se necesita encontrar el algoritmo correcto para la creación del musculo dependiendo de la acción que se busque que realice y la complejidad del algoritmo dependerá de la cantidad de movimientos y el tipo de movimiento que se desee.

Aún tomando en cuenta ese gran inconveniente, la creación de estos músculos artificiales para aplicación en robots blandos está llena de beneficios, como lo es la simplicidad de su estructura, el hecho de que pueda ser construido por diferentes materiales baratos, no se necesita de un sistema de control eléctrico complicado para su control y además su fabricación es extremadamente rápida.

Los resultados obtenidos no dan más que hincapié a seguir implementando la fabricación de estos músculos artificiales para la construcción de exoesqueletos con un costo muy bajo y así aumentar la posibilidad de compra, incluyendo que la estimulación de ese exoesqueleto podría ayudar a la rehabilitación de los músculos. Los investigadores aseguran que en un futuro podría ser empleado en áreas como asistencia médica, robótica industrial e incluso hasta exploración espacial.

 

Roxana Montserrat Rodríguez Alfaro

roxana.rodriguezao@udlap.mx

Last modified: 12 marzo, 2018

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