Músculos artificiales

Músculos artificiales de apariencia humana que pueden extenderse hasta cinco veces su longitud original, mientras elevan cargas 80 veces su propio peso, han sido desarrollados por investigadores en Singapur. Hechos de polímeros, los músculos artificiales imitan el funcionamiento de sus homólogos naturales contrayéndose y expandiéndose rápidamente en respuesta a estímulos eléctricos. Este desarrollo es una novedad para la robótica y podría allanar el camino hacia una nueva generación de robots más eficientes, ecológicos y baratos.

El avance proviene del uso de elastómeros dieléctricos para formar los músculos. En teoría, estos materiales pueden estirarse más de 10 veces su longitud original sin romperse, para efectuar operaciones o una serie de operaciones al mismo tiempo llevando pesadas cargas de muchas veces su propio peso. Esto es una gran diferencia con los músculos artificiales actuales que se basan en diseños hidráulicos y sólo son capaces de levantar cargas de hasta la mitad de su propio peso.

“Nuestros materiales imitan los músculos humanos, respondiendo rápidamente a impulsos eléctricos, en vez de realizar la operación poco a poco, como los mecanismos impulsados ​​por sistemas hidráulicos”, dice el investigador Adrian Koh , de la Universidad Nacional de Singapur, quien agregó que robots con estos músculos artificiales podrían moverse suavemente, a diferencia de sus homólogos hidráulicos. ”Los robots equipados con dichos músculos serán capaces de funcionar de una manera más parecida a la humana y superar a los seres humanos en fuerza.”

Los músculos también tienen otra aplicación potencial importante, de acuerdo con el equipo. Aunque originalmente están diseñados para convertir la energía eléctrica en energía mecánica, también pueden funcionar a la inversa mediante la generación y almacenamiento de energía obtenida a partir de movimientos mecánicos. De acuerdo con Koh,  10 kg de músculo basados en una especie de “generador suave” serían 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 la plena capacidad muy rápidamente, ofreciendo tiempos de carga rápidos.

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

Al comentar sobre la investigación, Robert Sheperd de la Universidad de Cornell dice “Este trabajo con los músculos artificiales eléctricamente direccionables es un gran paso adelante para la creación de máquinas que pueden 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 más de un millón de ciclos. De tres a cinco años, el equipo espera poder integrar estos músculos en un brazo robótico completamente funcional que sea capaz de realizar tareas como recoger cargas con precisión de reposicionamiento. El brazo incluso será capaz de participar en un concurso de pulso con un ser humano, Koh dice, y agrega: “Nosotros, por supuesto, apostariamos por nuestro brazo”

Autor: Ian Randall

Enlace original: Artificial muscles lift heavy loads