TECNOLOGÍA

De cómo el origami puede cambiar la robótica y la ingeniería del futuro

Investigadores de varias universidades presentan el primer robot diseñado para autensamblarse siguiendo los principios del origami. Nuevos estudios proponen una forma de aplicar estas reglas de doblado de origen japonés para cambiar las propiedades de muchos materiales y aplicarlo a las más diversas tecnologías.

El robot es capaz de autoensamblarse en tres etapas
El robot es capaz de autoensamblarse en tres etapas Steh Kroll, Wyss Institute

Decía Miguel de Unamuno que a través de una pajarita se acerca uno a lo inconmensurable y a la realidad geométrica de las cosas. Cien años después, el arte de doblar papel - papiroflexia u origami, la palabra original que designa a este arte japonés - está demostrando tener unas aplicaciones prácticas que ni el propio escritor bilbaíno habría soñado. El último gran logro relacionado con esta técnica aparece destacado esta semana en la revista Science y consiste en un sistema para diseñar robots capaces de autoensamblarse y ponerse en marcha después de desdoblarse en distintos pasos que siguen los principios del origami.  

Un cargamento de cientos de estos robots ocuparía poquísimo espacio.

El equipo de Samuel Felton, de la Universidad de Harvard,ha diseñado su robot a partir de materiales fáciles de conseguir, un polímero con memoria diseñado para contraerse a una temperatura de 100 C y cuyo sistema de plegado sigue una serie de pasos, como si se tratara de un software. Lo más destacado del sistema, insisten, está en la facilidad de construcción y transporte. En caso de catástrofe natural, por ejemplo, un cargamento de cientos de estos robots ocuparía poquísimo espacio, ya que se pueden transportar plegados, y una vez en el lugar podrían colocarse en masa en el escenario y dejar que ellos mismos se montaran y se pusieran en marcha. 

Un tipo concreto de plegado en zigzag se usa ya para los paneles solares de los satélites.

La naturaleza, recuerdan en Science, está plagada de ejemplos de autoensamblado, desde moléculas que forman estructuras sin guía externa, como los virus, a los nidos que construyen algunos insectos. Algunos de estos sistemas son aplicables en ingeniería, pero cuando se trata de partir de estructuras planas, la técnica de origami no tiene rival. En otro trabajo publicado en la misma revista, el equipo de Jesse Silverberg profundiza en las propiedades en un tipo concreto de plegado en zigzag, conocido como Miura-ori, que se ya se usa actualmente para el desplegado de los paneles solares de las misiones espaciales. Mediante esta técnica, los científicos demuestran que son capaces de cambiar las propiedades mecánicas del material, de manera que se puede "programar" para ciertas funciones.

Una de las técnicas de doblado (Jesse Silverberg, Universidad de Cornell)

Esta aproximación permitirá a los investigadores crear metamateriales con las características elegidas, como determinado nivel de resistencia o rigidez. Aplicando estos mismos principios a los robots autoensamblables, estos autómatas podrían alterar su funcionalidad mecánica a la carta, en respuesta a distintas situaciones o requerimientos. Pero también podría aplicarse en otros sistemas.

El patrón de plegado se comporta como un programa de ordenador.

Un patrón de plegado, aseguran los autores del trabajo, se comporta como un programa de ordenador, pero en lugar de ceros y unos, es la configuración de doblados previos la que dice al material como responder a fuerzas externas. "Este sistema es atractivo para la ingeniería de todo tipo de dispositivos que no podrías construir de otra manera", asegura Silverberg. Mediante la combinación de técnicas de origami, metamateriales, cristalografía y programación de materiales, aseguran, se podrían diseñar dispositivos más versátiles y fáciles de  construir. Y construir el futuro con la tecnología de las pajaritas de papel.

Referencias: "A method for building self-folding machines" y "Using origami design principles to fold reprogrammable mechanical metamaterials" (Science)

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