Redacción
Para diseñar un vehículo con la capacidad de cambiar de forma entre la de una aeronave y la de un automóvil, lo normal es que la transformación entre un estado y el otro se lleve a cabo mediante motores que desplazan partes móviles, como por ejemplo plegando o desplegando alas. Unos científicos han logrado ir mucho más allá con un robot que alterna entre una forma con la que puede circular por tierra y otra en la que se convierte en un dron.
El equipo de Michael Bartlett, del Virginia Tech (Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia) en Estados Unidos, ha dotado a su robot de un sistema que utiliza goma, metal y cambios de temperatura para transformar estructuras y fijarlas en su sitio sin motores ni poleas. En ese sentido, el robot puede recordar un poco al androide metamorfo de la película Terminator 2.
“Cuando empezamos el proyecto, queríamos un material que pudiera hacer tres cosas: cambiar de forma, mantener esa forma y volver a la configuración original, y que pudiera hacerlo durante muchos ciclos”, explica Bartlett. “Uno de los retos era crear un material que fuera lo bastante blando como para cambiar drásticamente de forma, pero lo suficientemente rígido como para permitir construir con él máquinas capaces de realizar diferentes funciones”.
Para crear una estructura que pudiera transformarse, el equipo recurrió al kirigami, el arte japonés de hacer formas con papel mediante el corte. (Este método difiere del origami, que utiliza el plegado.) Valiéndose de patrones propios del kirigami en los materiales usados, el equipo pudo crear un sistema de arquitectura basado en un patrón geométrico repetitivo y en el cambio entre líquido y sólido.
Un componente clave para conservar la forma por tiempo indefinido pero sin perder la opción de borrarla cuando se quiera hacerlo es un endoesqueleto hecho de una aleación con punto de fusión bajo (solo 60 grados centígrados) instalado bajo una piel de goma. Para cambiar de forma, se calienta la aleación y para conservarla se mantiene fría.
Los investigadores comprobaron que este diseño de compuesto inspirado en el kirigami puede crear formas complejas, desde cilindros a esferas. El cambio de forma también puede lograrse rápidamente. En los experimentos realizados, al recibir un impacto, la estructura se deformaba, pero cada parte volvía a recolocarse en su sitio en menos de una décima de segundo. Además, si el material sufría una ruptura propiamente dicha, podía autorrepararse varias veces, fundiendo y reformando el endoesqueleto metálico.
Las aplicaciones para esta tecnología son muy numerosas. Una de ellas, a modo de ejemplo, es un dron capaz de operar también como robot de superficie. El robot se transforma de un estado a otro con plena autonomía.
El desarrollo de esta nueva tecnología ha recibido financiación de la DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa, dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos).
El equipo de investigación expone detalles técnicos del diseño en la revista académica Science Robotics, bajo el título “Shape morphing mechanical metamaterials through reversible plasticity”.
