Tentáculos robóticos suaves recogen hormiga sin aplastarla

Un nuevo micro tentáculo robótico suave agarra una hormiga doméstica sin dañar su pequeño cuerpo. (Fotos: Jaeyoun Kim / Universidad Estatal de Iowa)

Los pequeños tentáculos robóticos y suaves podrían ser ideales para una delicada cirugía microscópica, dicen los investigadores, que pudieron usar las "extremidades" adolescentes para recoger una hormiga sin dañar su cuerpo.

En experimentos, estos nuevos tentáculos también se envolvieron alrededor de otros artículos pequeños, como los huevos de pescado, que se deforman y explotan fácilmente cuando se manejan con pinzas duras, sin dañarlos, agregaron los científicos.

Los robots convencionales están construidos a partir de partes rígidas, haciéndolos vulnerables al daño por golpes, rasguños, giros y caídas, así como evitando que esquiven los obstáculos. Cada vez más, los investigadores están desarrollando robots hechos de plástico blando, elástico y caucho e inspirados en pulpos, gusanos y estrellas de mar. Estos robots blandos son resistentes a muchos de los tipos de daños y pueden superar muchos de los obstáculos que pueden dañar a los robots duros. [Fotos: Tecnología increíble inspirada en el pulpo]

Sin embargo, miniaturizar robots blandos para pequeñas aplicaciones ha resultado ser un desafío. Los robots blandos generalmente se mueven con la ayuda de aire comprimido que es forzado a entrar y salir de muchos canales neumáticos pequeños que atraviesan sus extremidades, esencialmente inflando y desinflando como globos. Sin embargo, los científicos han enfrentado desafíos al intentar crear versiones microscópicas de tales extremidades. Por ejemplo, los canales huecos en los robots blandos a menudo se crean disolviendo la materia no deseada, pero asegurar que todo ese material se disuelva es una tarea complicada a escala microscópica.

Estos nuevos tentáculos de robot pueden agarrar y apretar elementos moviéndose en espiral, como trompas de elefante, brazos de pulpo, zarcillos de plantas y colas de mono.

El suave micro-tentáculo robótico se envuelve alrededor de un delicado huevo de pescado.

Los tubos microscópicos son de 5 a 8 milímetros de largo, aproximadamente la longitud de la hormiga roja promedio. Cada tubo tiene paredes de 8 a 32 micras de espesor y canales huecos de 100 a 125 micras de ancho. En comparación, el ancho promedio de un cabello humano es de aproximadamente 100 micras.

Para hacer estos tubos microscópicos, los investigadores sumergieron alambres delgados o fibras ópticas en caucho de silicona líquido y luego quitaron los tubos huecos de las varillas una vez que el fluido se solidificó. Los investigadores inflaron y desinflaron los tubos usando jeringas como bombas.

El canal hueco dentro de cada tubo no corría directamente por su centro; más bien, al dejar que la gravedad tirara del caucho de silicona a medida que se solidificaba, un lado de cada tubo era más grueso que el otro. Cuando se bombea aire a cada tubo, el lado delgado se doblará más que el lado grueso, permitiendo que el tubo se enrolle.

Por lo general, estos tubos microscópicos solo pueden enrollarse una vez cuando están inflados. Sin embargo, los científicos aumentaron la capacidad de flexión de los tubos al agregar anillos de caucho de silicona en sus exteriores que "amplificaron el enrollamiento de una sola vuelta en espiral de varias vueltas", coautor del estudio Jaeyoun Kim, ingeniero eléctrico de la Universidad Estatal de Iowa., le dijo a LiveScience.

Estos nuevos tentáculos podrían levantar y sostener una hormiga cuya cintura tenía aproximadamente 400 micras de ancho sin dañar su cuerpo. Los investigadores sugieren que estos tentáculos podrían ayudar a manipular de manera segura y delicada los vasos sanguíneos o incluso los embriones en cirugías mínimamente invasivas. "El movimiento suave en espiral y de pala de nuestro micro tentáculo definitivamente ayudará", dijo Kim.

Kim y sus colegas, Jungwook Paek e Inho Cho, detallaron sus hallazgos en línea el 11 de junio en la revista Scientific Reports.

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