Los investigadores han diseñado un robot blando impreso en 4D que se autoensambla cuando se calienta y puede asumir tareas desafiantes como rodar cuesta arriba y navegar por un paisaje accidentado e impredecible. El prototipo, que tiene forma de tubo, aparece el 22 de septiembre nd en la revista Materia .
"Como un insecto con antenas, el robot puede superar un pequeño obstáculo. Pero cuando el obstáculo es demasiado alto, retrocede", dice el autor principal Wei Feng, científico de materiales de la Universidad de Tianjin en China. "Todo el procesoes espontáneo sin interferencia ni control humanos ".
El robot comienza como una hoja plana y rectangular de un elastómero de cristal líquido impreso en 3D, un tipo de material plástico elástico. Cuando la superficie debajo de él se calienta, el robot se retuerce espontáneamente para formar un túbulo que se asemeja a un resorte.el cambio de forma bajo estimulación externa agrega tiempo como una cuarta dimensión al proceso de impresión, lo que lo convierte en 4D.
Una vez que el robot forma un túbulo, el contacto de la superficie caliente induce una tensión en el material, lo que hace que ruede en una dirección. La fuerza impulsora detrás de este movimiento es tan fuerte que el robot puede subir una pendiente de 20 °o incluso llevar una carga 40 veces su propio peso. La longitud del robot afecta su velocidad, con robots más largos rodando más rápido que sus contrapartes más cortos.
Los investigadores capturaron videos que muestran las habilidades del robot, incluida una carrera entre robots de diferentes tamaños y otro robot que lleva un carro. Los videos también muestran cómo cambia su comportamiento en función de su entorno, con el robot subiendo un escalón o cambiando de direccióncuando se encuentra con un obstáculo insuperable.
Para Feng, el comportamiento del robot fue una sorpresa. "Procesamos los elastómeros de cristal líquido en muestras de varias formas mediante impresión 4D y estimulamos estas muestras con luz, calor y electricidad para observar su respuesta", dice."Encontramos muchos fenómenos de conducción interesantes además de la deformación".
En el futuro, estos robots blandos se pueden utilizar para realizar trabajos en lugares pequeños y confinados como en una tubería o en condiciones extremas como una superficie de 200? ". Esperamos que los robots blandos ya no se limiten a actuadores simples, quesólo puede cambiar de forma en una posición fija ", dice Feng.
Este trabajo fue apoyado por el Programa Estatal Clave de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Programa Nacional Clave de I + D de China y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
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