Músculos Artificiales que Imitan la Anatomía Humana

Investigadores de la Universidad Northwestern han creado un dispositivo suave y flexible que permite a los robots imitar el movimiento muscular humano. Esta nueva tecnología, denominada actuador suave, representa un avance significativo en el campo de la robótica.

En su estudio recientemente publicado, el equipo de investigación explica cómo los actuadores robóticos convencionales suelen ser rígidos y costosos. Estas características pueden limitar su seguridad, especialmente en entornos donde los humanos y los robots interactúan. Por otro lado, el actuador suave recién desarrollado se imprime en 3D a partir de un caucho común, lo que lo hace económico (aproximadamente $3).

Ryan Truby, el investigador principal, declaró “Si un robot suave colisionara con una persona, el impacto sería significativamente menos doloroso en comparación con un robot duro y rígido. Nuestro actuador hace que los robots sean más adecuados para entornos centrados en la interacción humana. Además, su bajo costo permite aplicaciones más amplias que anteriormente eran demasiado costosas para considerar.”

El diseño del nuevo actuador se inspira en los músculos humanos, que se contraen y se endurecen simultáneamente para facilitar el movimiento y ejercer fuerza.

Truby añadió: “Cuando abres la tapa de un tarro, tus músculos se tensan y endurecen para aplicar la fuerza necesaria. Este aspecto de la función muscular se ha pasado por alto en la robótica blanda. La mayoría de los actuadores blandos se vuelven más flexibles cuando se usan, pero nuestro diseño realmente se endurece durante el funcionamiento”.

El nuevo actuador logra esto mediante el uso de “auxéticos de cizallamiento con mano” (HSAs, por sus siglas en inglés) impresos en 3D y hechos de goma. Estos HSAs se expanden y alargan cuando se retuercen, proporcionando al actuador la capacidad de transmitir la fuerza de manera efectiva. Esta característica no estaba presente en los robots blandos anteriores.

Para demostrar las capacidades del actuador, los investigadores crearon un robot de tipo gusano que se desplaza y un bíceps artificial. El robot rastreador, de tan solo 26 centímetros, navegó con destreza por espacios confinados, mientras que el bíceps artificial logró levantar una pesa de 500 gramos 5,000 veces en sucesión.

Los investigadores son optimistas acerca de futuras mejoras. Si bien el prototipo actual demuestra la viabilidad del concepto, las investigaciones futuras se centrarán en mejorar el rendimiento del actuador. Los investigadores tienen como objetivo aumentar su velocidad y fuerza para ampliar su gama de aplicaciones potenciales.