Garras robóticas inspiradas en Kirigami revolucionan la robótica blanda
- Las pinzas inspiradas en el kirigami logran una relación récord entre carga útil y peso, transformando la robótica blanda con fuerza y precisión.
- Su diseño versátil permite fabricar pinzas a partir de materiales biodegradables, abriendo puertas para aplicaciones como el manejo de alimentos y la cirugía.
- Las innovadoras pinzas de la Universidad Estatal de Carolina del Norte mejoran las prótesis y tienen un vasto potencial en múltiples industrias.
Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha realizado avances revolucionarios en la robótica blanda, diseñando un nuevo sistema de garras robóticas inspirado en el arte japonés de kirigami. Esta forma de arte, similar al origami, implica doblar y cortar papel bidimensional para crear estructuras tridimensionales. Utilizando este concepto, los investigadores han desarrollado una garra capaz de manejar desde microfibras ultradelgadas y gotas de agua hasta pasar las páginas de un libro y levantar pesos de hasta 16.000 veces su masa.
La necesidad de fuerza, precisión y delicadeza en la robótica
En los últimos años se han desarrollado varias garras robóticas, incluidas aquellas que funcionan sin electricidad, están inspiradas en flores o están equipadas con ‘dedos’ de madera. Sin embargo, las garras inspiradas en kirigami de la Universidad Estatal de Carolina del Norte son aclamadas como un salto adelante en este campo. “Es difícil crear una sola garra blanda que pueda manejar objetos ultra blandos, ultradelgados y pesados, dado el equilibrio requerido entre fuerza, precisión y delicadeza”, dijo Jie Yin, autor correspondiente del estudio. Sin embargo, su diseño inspirado en kirigami logra este equilibrio brillantemente.
Estableciendo nuevos récords en la relación carga-peso
Una métrica clave para evaluar la fuerza de las garras robóticas es la relación carga-peso. Con un peso de solo 0,4 gramos, estas garras inspiradas en kirigami pueden levantar hasta 6,4 kilogramos, una asombrosa relación carga-peso de aproximadamente 16.000. Esta hazaña supera el récord anterior de 6.400 por un margen significativo, marcando un avance importante en el campo; la mera fuerza, precisión y delicadeza de estas garras apuntan hacia muchas aplicaciones potenciales.
Versatilidad de diseño y opciones de materiales ecológicos
Lo que distingue a estas garras es su superior fuerza y delicadeza, así como sus opciones versátiles de diseño y materiales. Es posible fabricar las garras con materiales biodegradables, como hojas de plantas resistentes. Esto podría ser útil para aplicaciones donde el uso de las garras es solo por un tiempo limitado, como al manipular alimentos o materiales biomédicos, según Yaoye Hong, autor principal del estudio. El equipo también demostró la capacidad de las garras para manejar residuos médicos afilados de manera segura, subrayando su potencial en entornos médicos.
Aumentando las manos protésicas y expandiendo posibilidades
Los investigadores probaron las garras integrándolas con una mano protésica controlada por músculos, mostrando el potencial de las garras para mejorar la funcionalidad de las prótesis. He (Helen) Huang, coautora del estudio, dijo: “La nueva garra no puede reemplazar todas las funciones de las manos protésicas existentes, pero podría complementar esas otras funciones.”
El equipo cree que las aplicaciones potenciales de estas pinzas van mucho más allá de las prótesis. «Creemos que el diseño de la pinza tiene aplicaciones potenciales en campos que van desde las prótesis robóticas y el procesamiento de alimentos hasta la fabricación farmacéutica y electrónica», añadió Yin. Los investigadores están ansiosos por colaborar con socios de la industria para encontrar más aplicaciones en el mundo real para esta tecnología.
El desarrollo de estas pinzas robóticas inspiradas en el kirigami es un paso significativo hacia adelante en la robótica blanda. Al equilibrar fuerza, precisión y delicadeza, estas pinzas muestran una amplia gama de aplicaciones potenciales, desde el sector médico hasta las industrias manufactureras. Con la opción de utilizar materiales biodegradables, el impacto ambiental de esta tecnología se minimiza. A medida que se desarrollen las colaboraciones con la industria, se espera que se descubran aún más usos innovadores de estas pinzas versátiles.
La imagen muestra la inspiración para la pinza robótica, el kirigami, una variación del origami, el arte japonés de plegar papel. En el kirigami, el papel se corta además de plegarse, lo que da como resultado un diseño tridimensional que se eleva sobre la página.
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Glory Kaburu
Glory es una periodista extremadamente experta con herramientas e investigación sobre IA. Está apasionada por la inteligencia artificial y ha escrito varios artículos sobre el tema. Se mantiene al día con los últimos avances en Inteligencia Artificial, Aprendizaje Automático y Aprendizaje Profundo, y escribe regularmente sobre ellos.
