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Ciencia y tecnología 08 sep 2017

Robots digeribles, transparentes o con forma de animales, tendencias en el MIT

Los avances en mecánica, técnicas de fabricación e inteligencia artificial están dando lugar a robots cada vez más sofisticados y especializados. Estos son algunos de los ejemplos de la próxima generación de robótica que se está gestando en los laboratorios del MIT.

Blandos o rígidos; humanoides o con forma de animales; de origami o impresos en 3D; los robots adoptan cada vez formas más sorprendentes. La investigación con nuevos materiales y estructuras está dando lugar a nuevos formatos a menudo alejados del concepto tradicional de ‘robot’ para responder a necesidades específicas como el transporte de fármacos al interior del cuerpo humano o las tareas de rescate.

Robots digeribles de origami

En el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del Instituto de Tecnológico de Massachusetts (MIT), en EE.UU., llevan años estudiando cómo hacer robots que, al igual que las pajaritas de papel, puedan plegarse y desplegarse cambiando su forma y tamaño. En concreto, el equipo de la ingeniera Daniela Rus, hace robots que se ‘despliegan’ ante determinados detonantes, como la temperatura o el agua, para adquirir nuevas formas una vez que se encuentren en el lugar apropiado. Este año han presentado sus avances en un robot de origami en miniatura pensado para ser tragado por una persona plegado y envuelto en una cápsula. Una vez que llega al estómago, el robot despliega su mecanismo y puede ser manejado por los ingenieros desde el exterior para realizar intervenciones quirúrgicas o transportar fármacos.

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Robot 'plegable' de origami desarrollado en MIT. - Melanie Gonick/MIT

Los investigadores han logrado probar el mecanismo exitosamente en un estómago artificial. En él, el pequeño robot ha conseguido extraer una pila de botón pegada a la pared del estómago (según los investigadores solo en EE.UU. se tragan unas 3.500 pilas de botón al año) y llevársela consigo.

Robots de gel transparente

También con posibles aplicaciones en el ámbito médico, ingenieros del MIT han desarrollado una serie de robots de hidro-gel que se mueven al bombear agua dentro de sus circuitos flexibles de goma. Los investigadores creen que podrían servir para crear equipos quirúrgicos ‘blandos’ que permitan manipular tejidos u órganos delicados de manera efectiva. Además, ya que el hidro-gel está compuesto en su mayoría por agua, consideran que sería un material seguro para usarse en el ámbito médico.

Otra característica de estos robots de hidro-gel es que son prácticamente transparentes y, al estar compuestos en gran parte de agua, se camuflan a la perfección en un entorno acuático. En un experimento, los investigadores consiguieron utilizarlos para cazar peces vivos sin ser advertidos por la presa, y creen que esta cualidad podría ser de utilidad para la exploración de los océanos.

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Uno de los robots de hidro-gel prácticamente transparente desarrollados en el MIT. - Hyunwoo Yuk/MIT Soft Active Materials Lab

El avance podría incluirse dentro del ‘soft robotics’, o robótica blanda, una nueva generación de robots fabricados con materiales más flexibles, ligeros e incluso biodegradables, que imitan y amplían en gran medida las capacidades de los organismos naturales y tienen un amplio potencial para el futuro de la medicina. El catedrático de la Universidad de Bristol, Jonathan Rossiter, uno de los grandes expertos internacionales en robótica blanda y materiales inteligentes, dedicó un capítulo a esta tendencia en el libro publicado por BBVA ‘El próximo paso: La vida exponencial’. El libro, enmarcado dentro de la iniciativa BBVA OpenMind, puede descargarse gratuitamente en varios formatos electrónicos.


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Robots líquidos y sólidos al mismo tiempo

Una de las desventajas de trabajar con robots es que su fabricación es un proceso costoso, lento y complejo. Algo que la impresión 3D está cambiando poco a poco. Otro equipo del laboratorio CSAIL del MIT ha desarrollado una técnica pionera para imprimir robots en 3D con materiales líquidos y sólidos al mismo tiempo.

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Los investigadores del MIT han logrado realizar la primera impresión en 3D con materiales líquidos y sólidos. - Robert MacCurdy/MIT CSAIL

El resultado es un robot que se imprime ‘listo para usar’, que no requiere ensamblaje y que tan solo necesita un motor y una pila tras ser impreso para ponerse en funcionamiento. La técnica –a la que han denominado ‘printable hydraulics’ (hidráulica imprimible)–, permite al robot moverse gracias a un mecanismo interno de bombas hidráulicas que funcionan con el líquido ya ‘impreso’ dentro de la estructura. Aquí puede verse cómo el robot de seis patas se desplaza gracias a las 12 bombas hidráulicas ‘prêt-à-porter’.

Robots de rescate que imitan a los animales

En los próximos cinco o diez años, los robots de rescate con forma de animales podrían ser una realidad, según el profesor asociado de ingeniería mecánica del MIT, Sangbae Kim. Este ingeniero trabaja con su equipo del Laboratorio de Robótica Biomimética en replicar la biomecánica de los animales y la capacidad de tomar decisiones de los humanos para crear robots capaces de hacer trabajo físico como abrir puertas, atravesar paredes o retirar escombros.

Una de sus creaciones más famosas es el robot-guepardo, una máquina de cuatro patas que supera las capacidades de la especie original y es capaz de identificar y saltar obstáculos de forma autónoma.

El robot-guepardo fue el primero con cuatro patas capaz de correr y saltar obstáculos de forma autónoma. - Haewon Park, Patrick Wensing, and Sangbae Kim.

Robots humanoides para explorar Marte

Si la inspiración de los robots de rescate viene del mundo animal, la que ha servido para dar forma a uno de los futuros exploradores del planeta rojo, Valkyrie, viene del ser humano. Este robot es uno de los robots humanoides más sofisticados hasta la fecha: mide 1,80 metros, pesa 136 kilos y está equipado con cuatro cámaras y más de 200 sensores. Es capaz de andar, abrir pomos de puertas, levantarse cuando se cae y ejecutar de forma autónoma muchas tareas de gran complejidad.

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Valkyrie está ahora siendo 'entrenado' por los ingenieros del CSAIL para futuras misiones a Marte. - NASA

Inicialmente fue diseñado para tareas de rescate, pero después la NASA decidió probar su capacidad para entornos aún más hostiles, como el las misiones espaciales. Para ello, se ha encargado a los investigadores del MIT el diseño de algoritmos para entrenar al robot de cara al próximo Space Robotics Challenge. En esta competición se busca a los mejores robots autónomos del mundo capaces de ayudar o incluso sustituir a los humanos en misiones espaciales de extremo peligro, como las futuras a Marte.

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