Si alguna vez ha tratado de colocar varios imanes de cubo pequeños muy fuertes uno al lado del otro en un tablero magnético, sabrá que simplemente no puede hacerlo. Lo que sucede es que los imanes siempre se organizan enuna columna que sobresale verticalmente del tablero magnético. Además, es casi imposible unir varias filas de estos imanes para formar una superficie plana. Eso es porque los imanes son dipolares. Los polos iguales se repelen entre sí, con el polo norte de un imán siempre unidoen el polo sur de otro y viceversa. Esto explica por qué forman una columna con todos los imanes alineados de la misma manera.
Ahora, los científicos de ETH Zurich han logrado crear bloques de construcción magnéticos en forma de cubos que, por primera vez, pueden unirse para formar formas bidimensionales. Los nuevos bloques de construcción, que los científicos llamanLos módulos no son dipolares sino cuadrupolares, lo que significa que cada uno tiene dos polos norte y dos polos sur. Dentro de cada uno de los módulos, que están impresos en 3D en plástico, hay dos pequeños imanes dipolares convencionales con sus polos iguales uno frente al otro verimagen. Los bloques de construcción se pueden ensamblar como pequeños tableros de ajedrez para formar cualquier forma bidimensional. Funciona así: Debido a que los polos sur y norte se atraen entre sí, un bloque de construcción cuadrupolo con sus dos polos sur mirando hacia la izquierda y la derechaatraer, en cada uno de sus cuatro lados, un bloque de construcción que se gira 90 grados para que sus polos norte estén en la cara izquierda y derecha.
Sobre la base de este principio, los científicos hicieron módulos de colores con una longitud de borde de poco más de dos milímetros. Los ensamblaron en emojis de pixel art para demostrar lo que los módulos pueden hacer. Sin embargo, los posibles casos de uso van mucho más allá de tales trucos "."Estamos particularmente interesados en las aplicaciones en el campo de la robótica suave", dice Hongri Gu, un estudiante de doctorado en el grupo del profesor Bradley Nelson en ETH y autor principal del artículo publicado recientemente por los científicos. Ciencia Robótica .
cuadrupolo y dipolo en el mismo bloque de construcción
El cuadrupolo domina las propiedades magnéticas de los módulos. Sin embargo, es un poco más complicado que eso, porque además del cuadrupolo fuerte, los científicos también construyeron un dipolo débil en los bloques de construcción. Lo lograron arreglando el pequeñoimanes en el módulo en un ligero ángulo entre sí en lugar de en paralelo ver imagen.
"Esto hace que los módulos se alineen con un campo magnético externo, como lo hace una aguja de brújula", explica Gu. "Con un campo magnético variable, podemos mover las formas que hemos construido de los módulos. Agregue algunosconectores flexibles e incluso es posible construir robots que pueden ser controlados por un campo magnético "
Gu dice que su trabajo fue inicialmente sobre el desarrollo del nuevo principio. Es independiente del tamaño, dice, lo que significa que no hay razón por la cual no se puedan desarrollar módulos cuadrupolo mucho más pequeños. Los científicos también están estudiando cómo los módulos podríanse puede usar para combinar una estructura lineal en un objeto multidimensional con la ayuda de un campo magnético Esto es algo que podría ser útil en la medicina en el futuro: es concebible que objetos como los stents se puedan formar a partir de un hilo que consiste entales módulos. El hilo podría insertarse en el cuerpo en un procedimiento relativamente simple, mínimamente invasivo a través de una pequeña abertura y luego un campo magnético aplicado para ensamblarlo en la estructura multidimensional final dentro del cuerpo.
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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