Crean un material programable tipo LEGO para robots que imita la flexibilidad de la vida

Ingenieros estadounidenses desarrollaron un material modular y programable que se ensambla como piezas de LEGO y modifica su comportamiento mecánico bajo demanda. La tecnología es un primer paso hacia robots blandos, dispositivos médicos adaptables y estructuras con “memoria” física.

Especialistas de la Universidad de Duke, en Estados Unidos, han logrado programar propiedades mecánicas en bloques de construcción sólidos similares a LEGO. Al controlar la solidez de cientos de células individuales en patrones específicos, el enfoque podría permitir que la robótica futurista altere sus propiedades mecánicas y funcionalidades sobre la marcha y de acuerdo a cada necesidad.

El nuevo material es capaz de cambiar su rigidez y amortiguamiento a nivel de pequeñas unidades, sin alterar la forma global de la pieza. Cada célula, unidad o voxel contiene una mezcla de galio y partículas de hierro, que puede pasar de sólido a líquido y viceversa con un pulso eléctrico. El nuevo estudio, publicado en la revista Science Advances, propone una plataforma para fabricar estructuras blandas cuya mecánica puede reconfigurarse en tiempo real.

Un material "mágico" para la robótica del futuro que cambia en tiempo real

La implementación incluye una matriz de electrodos que calienta localmente las celdas para licuar el metal, y un enfriamiento controlado permite fijar el estado sólido no volátil. Según los autores, este ciclo de cambio de fases opera en tiempos de laboratorio del orden de decenas de segundos, ofreciendo un control no destructivo sobre la arquitectura del material.

La modularidad es un aspecto vital del desarrollo y de sus futuras aplicaciones: según una nota de prensa, los investigadores fabricaron cubos similares a un Rubik con 27 voxeles o unidades y los ensamblaron como bloques tipo LEGO, para construir estructuras tridimensionales.

En un experimento, diez de esos cubos formaron una cola para un pez robótico: sin cambiar el motor, la misma excitación produjo trayectorias distintas al reprogramar la distribución de celdas sólidas y líquidas, desarrollando rectas, giros y movimientos helicoidales. Esto muestra cómo la información de fase determina el comportamiento cinemático o de movimiento del sistema.

Materiales vivos y máquinas que se actualizan según las necesidades

"Queremos crear materiales que estén vivos", afirmó en el comunicado Yun Bai, uno de los autores del estudio. La ambición es que la materia deje de ser pasiva y pase a comportarse como un sistema programable y con memoria. Si la idea prospera, la frontera entre hardware y software podría difuminarse: máquinas cuyo propio esqueleto se actualiza a demanda, y una nueva generación de materiales que emulan la flexibilidad funcional de la vida.

El enfoque abre amplias aplicaciones potenciales: desde robots blandos capaces de adaptarse a terrenos o misiones cambiantes hasta dispositivos médicos que se reconfiguren dentro de vasos sanguíneos, o modifiquen su rigidez según las necesidades.

Además, los expertos destacan que variando la composición y los umbrales de fusión es posible adaptar la plataforma a ambientes distintos, mientras que la integración con sensores y circuitos permitiría un mayor rango de acción e impacto.