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Los investigadores crean músculos artificiales de nailon para robots

Los investigadores crean músculos artificiales de nailon para robots

Los ingenieros del MIT crearon una forma económica de fabricar fibras musculares dobladas. Estos músculos artificiales se han convertido en elementos básicos de la robótica durante la última década, a medida que la robótica avanza hacia construcciones más parecidas a las humanas.

El equipo encontró una solución simple y relativamente barata en fibra de nailon. El material sintético se puede moldear y calentar en el nuevo proceso del MIT, detallado en Materiales avanzados.

[Imagen cortesía de Felice Frankel y Seyed Mohammad Mirvalkili / MIT]

La actividad muscular lineal se podía reproducir fácilmente, ya que el filamento de nailon retorcido hacía el trabajo. Sin embargo, los movimientos de flexión como los que se ven en los dedos humanos resultaron un desafío mayor.

Las estructuras existentes utilizadas para doblarse en dispositivos biomédicos utilizaron "materiales exóticos para hacer el trabajo", señaló el candidato a doctorado Seyed Mirvakili. Los hilos de nanotubos de carbono, por ejemplo, ofrecen una larga vida útil. Sin embargo, son increíblemente caros para su uso comercial.

El nuevo proceso del MIT utiliza la fibra de nailon de una manera nueva, tomando nota de las propiedades especiales relacionadas con el material. Mirvakili notó que las fibras se encogen en longitud pero se expanden en diámetro. El equipo aprovechó ese encogimiento para el movimiento sin necesitar más piezas.

El sistema también aprovecha las propiedades que otros investigadores podrían determinar como limitantes. Mirvakili dijo que las bajas tasas de enfriamiento podrían verse como un factor negativo, uno que él hizo funcionar para la ventaja del proyecto. Dijo que calentar selectivamente un lado hace que se contraiga más rápido de lo que el calor puede penetrar en el otro lado. Esto dobla la fibra.

"Se necesita una combinación de estas propiedades", dijo, "alta tensión [el tirón del movimiento de contracción] y baja conductividad térmica".

El equipo usó hilo de pescar de nailon y lo comprimió para cambiar de redondo a un rectángulo o cuadrado. Calentaron un lado para doblar la fibra en esa dirección. La dirección de calentamiento también se puede ajustar, lo que permite al equipo hacer figuras en ocho y círculos.

El equipo espera que esta tecnología pueda contribuir a dispositivos médicos como catéteres autoajustables. Incluso podría permitir sistemas de seguimiento en dispositivos de energía.

Geoffrey Spinks, profesor de la Universidad de Wollongong en Australia y un hombre ajeno al estudio, lo llamó "novedoso" y también "elegante".

“Esta es una idea simple que funciona muy bien”, dijo. “Los materiales son económicos. El método de fabricación es sencillo y versátil. El método de actuación es mediante una simple entrada eléctrica. El rendimiento de la actuación de flexión es impresionante en términos de ángulo de flexión, fuerza generada y velocidad ".

Otro profesor también ajeno al proyecto dijo que el proyecto es un cambio de juego.

"Uno puede imaginar muchas aplicaciones para este tipo de actuador en los campos médico y de instrumentación", dijo Andrew Taberner, profesor asociado de bioingeniería de la Universidad de Auckland. "Espero que este trabajo sea muy citado".

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Vía MIT News

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