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Investigadores en Singapur han desarrollado músculos artificiales de apariencia humana que pueden extenderse a cinco veces su longitud original, mientras que pueden elevar cargas de 80 veces su propio peso

Hechos de polímeros, los músculos artificiales imitan el funcionamiento de sus homólogos naturales al contraerse y expandirse rápidamente en respuesta a los estímulos eléctricos. Este desarrollo es una novedad para la robótica, y podría allanar el camino hacia una nueva generación de robots más eficientes, más ecológicos y más baratos.

El avance está en el uso de elastómeros dieléctricos para formar los músculos. En teoría, estos materiales pueden estirarse más de 10 veces su longitud original sin romperse, los que les permite llevar a cabo una serie de operaciones y al mismo tiempo llevar pesadas cargas de muchas veces su propio peso. Esto a diferencia de los músculos artificiales de hoy, que se basan en diseños hidráulicos y sólo pueden levantar cargas de hasta la mitad de su propio peso.

“Nuestros materiales imitan los músculos humanos, respondiendo rápidamente a los impulsos eléctricos, en vez de poco a poco [como] los mecanismos impulsados por un sistema hidráulico”, dice el investigador Adrian Koh, de la Universidad Nacional de Singapur. Y agrega que los robots con músculos artificiales podrían moverse suavemente, a diferencia de sus homólogos hidráulicos. “Los robots equipados con estos músculos podrán funcionar de una manera más parecida a la humana… y superar a los seres humanos en fuerza.”



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Cosechando energía

Los músculos también tienen otra aplicación potencial importante, según el equipo. Aunque fueron diseñados originalmente para convertir la energía eléctrica en energía mecánica, también pueden funcionar a la inversa, generando y almacenando energía obtenida a partir de movimientos mecánicos. Según Koh, un “generador blando” basado en un músculo de 10 kg sería capaz de generar energía eléctrica a la misma velocidad que una turbina eléctrica de una tonelada. En términos de almacenamiento, el músculo artificial actúa muy parecido a un condensador, que es capaz de alcanzar su plena capacidad muy rápidamente, ofreciendo tiempos de carga rápidos.

A medida que el material polimérico se hace relativamente barato, los robots hechos con estos músculos artificiales deberían ser mucho más baratos que los que se utilizan en las alternativas existentes. En efecto, Koh dice que un músculo artificial costaría alrededor de 5% del precio de un sistema hidráulico comparable. Los músculos también tienen el potencial de utilizar mucha menos energía que los sistemas hidráulicos. Como resultado, Koh cree que los robots con base muscular podrían convertirse en productos de consumo popular, tanto como las tabletas y los teléfonos inteligentes hoy.

Los músculos artificiales podrían tener muchas otras aplicaciones potenciales más allá de la robótica. Por ejemplo, Koh dice que la tecnología podría utilizarse para crear una nueva generación de grúas más eficientes.

Máquinas totalmente blandas

Al comentar sobre la investigación, Robert Pastor de la Universidad de Cornell dice: “[Este] trabajo en músculos artificiales eléctricamente direccionables es un gran paso adelante para la creación de máquinas totalmente blandas que puedan operar de forma rápida y con la fuerza suficiente para realizar tareas útiles.”

Mirando hacia el futuro, los investigadores siguen mejorando sus músculos robóticos: su próximo objetivo es el desarrollo de un músculo que pueda funcionar repetidamente, más de un millón de ciclos. En tres a cinco años, el equipo espera poder integrar los músculos en un brazo robótico completamente funcional que será capaz de realizar tareas como recoger y dejar en otros lugar cargas con precisión. El brazo incluso será capaz de participar en una competencia de pulseada con un ser humano, dice Koh, y agrega: “Nosotros, por supuesto, esperamos que nuestro brazo gane”.

Fuente: Physics World. Aportado por Eduardo J. Carletti

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