La robótica es una de las ramas más completas de la tecnología. Un solo robot requiere conocimientos de microtecnología, de informática para programarlo, de física para poder calcular cuáles serán sus limitaciones y capacidades a la hora de levantar pesos o transportar objetos, de telecomunicaciones si requieren control remoto o comunicarse entre ellos, de electrónica para establecer toda su instalación eléctrica…
Actualmente la robótica es algo imprescindible en la sociedad porque se encuentra presente en robots de cocina, la domótica, juguetes infantiles, sistemas en ciertos automóviles, la industria, la medicina y un sinfín de áreas.
El desarrollo y avances en esta materia asombran sin duda a la sociedad día con día. Y para muestra un botón: recientemente un proyecto llevado a cabo por la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh y la Universidad de Hong Kong presentó la creación de un minirobot de metal líquido con forma de Lego capaz de cambiar rápidamente del estado sólido al líquido y viceversa manteniendo todas sus propiedades.
Funcionamiento
El robot denominado MPTM, acrónimo en inglés de Material de Transición de Fase Magnetoactiva, tiene cinco milímetros de ancho y un centímetro de alto. Está construido con una matriz de un metal ferromagnético, el galio, que —puro— se funde a 29.8 grados. En otras palabras, con tan solo el calor emitido por las manos podría derretirse.
A esta matriz se le añadieron partículas de una aleación de otros tres elementos magnéticos que forman un imán: neodimio, hierro y boro. Con esto los ingenieros amplificaron la respuesta a los campos magnéticos.
El material, describen sus creadores, expone “una combinación de alta resistencia mecánica, alta capacidad de carga, locomoción rápida, excelente capacidad de control y adaptabilidad morfológica robusta”.
De esta manera el MPTM puede cambiar reversiblemente entre fase sólida y líquida debido a que la presencia de las partículas ferromagnéticas permite fundir la figura mediante el calentamiento por campos magnéticos alternos; después se enfría por la misma temperatura ambiental y recupera su forma sólida.
Para ello, explican los científicos, en el campo magnético a una determinada intensidad se induce una corriente eléctrica dentro del galio que genera calor, pasando de sólido a líquido; pero, además, sin llegar a ese umbral estos campos magnéticos permiten a MPTM saltar 20 veces su altura, rotar sobre sí mismo a mil 500 revoluciones por minuto y moverse a la velocidad de un metro por segundo.
El coautor del estudio e ingeniero de la Universidad de Hong Kong, Chengfeng Pan, señala que “dar a los robots la capacidad de cambiar entre estado líquido y sólido les otorga más funcionalidad”.
Así, gracias a estos sistemas se podrían “resolver problemas médicos y de ingeniería muy específicos”, agrega.
Beneficios
Para demostrar su valor, los investigadores dieron diversos usos a MPTM en una serie de experimentos, entre ellos que el robot funcione como un tornillo en espacios de difícil acceso. Así, moviéndose hasta el orificio, se fundió para introducirse en dicho hueco tomando la forma de espiral para finalmente volver a su estado sólido y quedarse allí.
De igual forma, en el aspecto biomédico sus creadores utilizaron a MPTM para solucionar dos problemas habituales en medicina. Utilizando un modelo de estómago artificial lleno de agua manejaron el robot hasta un cuerpo extraño que había que sacar de ahí. Una vez junto a él, el imán derritió al robot, que se abrazó al objeto, una pequeña pelota. Una vez frío, lo extrajeron rápidamente de nuevo jugando con los imanes.
En el otro dilema ensayaron la administración de un fármaco envuelto en MPTM. Tras llevarlo al sitio del estómago donde debía depositar el medicamento se fundió liberándolo.
Y lo más asombroso, el robot logró “escapar” de una cárcel atravesando las rejas, para lo cual se disolvía a estado líquido y se recomponía al estado sólido al encontrarse del otro lado.
A pesar del éxito obtenido durante las pruebas los expertos mencionan que se necesitan muchos más estudios para profundizar en cómo podría usarse realmente para administrar fármacos o extraer objetos extraños.
En un paso siguiente se harán más experimentos médicos y se probará su utilidad para el campo de la ingeniería.
Se estima que el MPTM podrá soldar componentes eléctricos y ensamblarlos en lugares de difícil acceso. De acuerdo con el autor principal, el ingeniero mecánico Carmel Majidi, de la Universidad Carnegie Mellon, queda un largo camino por explorar más profundamente. De momento solo se están haciendo pruebas de conceptos y se requieren estudios adicionales para profundizar en su uso y aplicaciones reales.
El avance, sin embargo, es una muestra del amplio desarrollo de la robótica en beneficio del ser humano.
Imán de neodimio
Se considera uno de los tipos de imanes más fuertes del mundo. En comparación con los imanes de ferrita, alnico e incluso samario-cobalto los de neodimio cuentan con una remanencia y una intensidad de campo coercitivo muy superiores; sus fuerzas magnéticas se utilizan para atraer y repeler metales a fin de permitir la separación y recuperación. Los imanes de neodimio se producen utilizando dos métodos de fabricación: metalurgia de polvo clásica o proceso de imán sinterizado; y proceso de solidificación rápida o imán adherido.
Fuente: NCYT