Un Avance Revolucionario en Materiales Metamórficos Innovaciones desde la UCLA Investigadores de la UCLA Samueli School of Engineering han logrado desarrollar un nuevo material metamórfico, ligero y versátil, inspirado en el funcionamiento de los títeres de empuje, conocidos como “push puppets”. Este avance promete transformar el ámbito de la robótica blanda, las estructuras reconfigurables y […]
Investigadores de la UCLA Samueli School of Engineering han logrado desarrollar un nuevo material metamórfico, ligero y versátil, inspirado en el funcionamiento de los títeres de empuje, conocidos como “push puppets”.
Este avance promete transformar el ámbito de la robótica blanda, las estructuras reconfigurables y la ingeniería espacial.
Según los autores del estudio, los recientes avances en materiales activos y técnicas de fabricación han permitido la creación de metamateriales auto-desplegables cíclicos, ampliando su funcionalidad.
Sin embargo, un reto significativo ha sido producir metamateriales que ofrezcan propiedades mecánicas ajustables después de su auto-despliegue, un desafío que se ha resuelto gracias a la creatividad inspirada en un juguete.
Los títeres de empuje, comúnmente diseñados con formas de animales, son perfectos ejemplos de estructuras que cambian de forma gracias a cuerdas internas que permiten que el material colapse o se mantenga erguido.
En una demostración, el nuevo metamaterial mantuvo su forma tras descomponerse, logrando soportar el peso de una bola sin colapsar, gracias a las cuentas que componen su estructura.
Los investigadores de UCLA han implementado cuerdas que pueden ser motoras (en el contexto de la robótica) o auto-actuadoras (como en el juguete) para unir cuentas con puntas en forma de cono.
Cuando estas cuerdas están tensas, la «cadena de cuentas en nido» se ensamblan, alineándose en una línea recta, similar a cómo funcionan los títeres de empuje.
Este material no solo es un logro de ingeniera, sino que también ofrece una notable gama de capacidades de rigidez. Se basa en la geometría de los conos y la fricción entre ellos, lo que permite al material ser flexible sin perder resistencia.
Esto abre la puerta para aplicaciones como refugios autoensamblables y andamiaje, donde el material puede ser montado y desmontado repetidamente.
Más allá de su capacidad de despliegue, el material demuestra una tunabilidad notable, aumentando su rigidez más de 35 veces y cambiando su capacidad de amortiguación en un 50% después de ser activado.
Esto significa que puede funcionar de manera completamente autónoma, sin intervención humana.
Wenhong Yan, uno de los autores del estudio, comentó que un robot confeccionado con este material podría ajustar la rigidez de sus extremidades para adaptarse a diferentes terrenos, optimizando su movimiento mientras mantiene su estructura.
Además, la robustez de este metamaterial posibilitaría que un robot levantara, empujara o jalara objetos con facilidad.
En el caso de los vehículos, este metamaterial sería ideal para absorber impactos en terrenos difíciles, proporcionando una funcionalidad de «amortiguación» que puede ser programada.
Según Ankur Mehta, coautor del estudio, hay un vasto espacio para explorar en la personalización de estas capacidades a través de modificaciones en el tamaño y la forma de las cuentas, así como en cómo estas están conectadas.
La investigación ha sido posible gracias al financiamiento de la Oficina de Investigación Naval y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), con apoyo adicional de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU. La investigación ha sido publicada en la revista Materials Horizons, marcando un hito no solo en la ciencia de materiales, sino también en la evolución de la robótica y la ingeniería moderna.
Este desarrollo no solo representa un avance técnico, sino también una nueva forma de imaginar el futuro de la robótica, donde la adaptabilidad y la inteligencia mecánica serán fundamentales en la interacción de las máquinas con su entorno.
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