Vuelo. Invisibilidad. Lectura de la mente. Tremendous fuerza. Estos poderes se han limitado principalmente a los reinos de la ciencia ficción y la fantasía, aunque estamos empezando a ver robots y las computadoras replican algunos de ellos. Ahora, un pequeño robotic construido por un equipo internacional tiene un nuevo superpoder: cambiar de forma. O tal vez un nombre más exacto sería… cambio de estado.
Descrito en un papel publicado la semana pasada en Importar, el robotic puede pasar de un estado sólido a un estado líquido basado en la manipulación de los campos magnéticos a su alrededor. El equipo desarrolló el robotic como un intento de obtener lo mejor de ambos mundos en términos de propiedades y capacidades robóticas. Los robots duros a menudo no pueden acceder a ciertos espacios debido a sus cuerpos inflexibles, mientras que los robots flexibles carecen de fuerza y durabilidad. ¿Por qué no hacer un bot que pueda hacerlo todo?
Los movies muestran al robotic “escapando” de una jaula y extrayendo una bola de un modelo de estómago humano. Los investigadores dicen que podría tener todo tipo de aplicaciones en el mundo actual, desde realizar tareas en espacios reducidos (como soldar una placa de circuito) hasta acceder a partes del cuerpo que son difíciles de alcanzar (como el inside de los intestinos) y actuar como un tornillo common por fusión y reformado en un casquillo de tornillo.
El robotic está hecho principalmente de galio, un steel plateado blando que se utiliza en circuitos electrónicos, semiconductores y LED. Su característica más útil en este caso es su punto de fusión muy bajo: el galio se derrite a 85,57 grados Fahrenheit (29,76 grados Celsius). Eso es solo un poco por encima de la temperatura ambiente (en una habitación cálida, es cierto), o la temperatura exterior en un día de verano.
El equipo esparció partículas magnéticas por todo el galio, y estas son clave para la funcionalidad del robotic.
“Las partículas magnéticas aquí tienen dos funciones”, dicho el autor principal del artículo e ingeniero mecánico Carmel Majidi de la Universidad Carnegie Mellon. “Una es que hacen que el materials responda a un campo magnético alterno, por lo que puede, a través de la inducción, calentar el materials y provocar el cambio de fase. Pero las partículas magnéticas también dan movilidad a los robots y la capacidad de moverse en respuesta al campo magnético”.
El bajo punto de fusión del galio significaba que exponerlo a un campo magnético que cambiaba rápidamente generaba suficiente electricidad dentro del steel para hacer que se calentara y se derritiera. En el experimento de “fuga de la prisión” que establecieron los investigadores, el robotic escapó de su celda y volvió a solidificarse en su forma unique en el otro lado. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el bot aún no puede volver a asumir su forma unique sin ayuda; había un moho esperándolo fuera de la celda.
(incrustar)https://www.youtube.com/watch?v=UGNvQNNfno8(/incrustar)
A pesar de no haber llegado del todo terminador estado, la facilidad con la que se puede manipular el estado del robotic podría darle una gran ventaja sobre los materiales de cambio de fase existentes, que tienden a requerir pistolas de aire caliente o corrientes eléctricas para pasar de sólido a líquido. El bot a base de galio también es más fluido en su forma líquida que materiales similares.
Cuando lo usaron en un modelo de un estómago humano para extraer un objeto, el robotic sólido pudo moverse rápidamente hacia el objeto, derretirse, rodear el objeto, fusionarse nuevamente en un sólido y salir del estómago con el objeto. . El equipo notó que aunque el robotic funcionó bien en el modelo, el galio puro se derretiría rápidamente dentro de un cuerpo humano actual; tendrían que agregar metales como bismuto y estaño para elevar el punto de fusión del materials para su uso en aplicaciones biomédicas.
“Lo que mostramos son solo demostraciones únicas, pruebas de concepto, pero se requerirá mucho más estudio para profundizar en cómo podría usarse realmente para la administración de medicamentos o para eliminar objetos extraños”. dicho majidi.
El equipo se inspiró en parte para el robotic de los pepinos de mar, que pueden cambiar rápidamente su rigidez de un lado a otro. Llaman a su invención una “máquina de transición de fase sólida-líquida magnetoactiva”. Usando campos magnéticos, los robots también pudieron saltar sobre fosos, escalar paredes y soportar pesos pesados.
El siguiente paso es que el equipo busque más aplicaciones del mundo actual para su tecnología y modifique sus propiedades en consecuencia. Chengfeng Pan, ingeniero de la Universidad China de Hong Kong que dirigió el estudio, dicho“Ahora estamos impulsando este sistema de materiales de formas más prácticas para resolver algunos problemas médicos y de ingeniería muy específicos”.
Crédito de la imagen: Q. Wang et al/Matter 2023 (CC BY-SA)
