Los
músculos humanos son un prodigio de la Naturaleza, capaces de contraerse y
expandirse en poco tiempo, tienen una gran resistencia. ¿Pueden tener los
robots músculos artificiales en lugar de articulaciones rígidas? Los
expertos en robótica llevan mucho tiempo tratando de diseñar músculos
artificiales para los robots y para prótesis ortopédicas. Los más usados en la
actualidad son los músculos neumáticos. Un músculo neumático es un
actuador de tracción que usa un cilindro con aire comprimido y un
servomecanismo con un regulador de presión. Son ligeros, pueden desarrollar
grandes fuerzas y su coste es bajo. Sin embargo, presentan grandes errores de
alineación al trabajar a gran velocidad, por lo que su uso se limita a aplicaciones
donde se puede trabajar a baja velocidad.
Los
músculos humanos están hechos de fibras elásticas que se contraen y se
expanden. ¿Por qué no se fabrican músculos biomiméticos que imiten a los
nuestros? Se han propuesto varios diseños de músculos artificiales basados
en unos materiales llamados elastómeros, que, igual que las fibras de nuestros
músculos, son capaces de estirarse cuando son sometidos a una fuerza o a una
corriente eléctrica, y luego pueden regresar a su tamaño original. Gracias a la
nanotecnología se han fabricado estructuras formadas por miles de fibras
nanométricas trenzadas entre sí que son capaces de expandirse y contraerse
cuando se aplica un cambio en el voltaje. Destaca el trabajo del
estadounidense Ray H. Baughman, de la Universidad de Texas, que lleva años
trabajando en el uso de nanotubos de carbono para fabricar músculos
artificiales. Su grupo ha publicado en la revista Science varios artículos
desde el año 2009. En teoría los músculos de nanotubos de carbono son muy
ligeros, más resistentes que el acero, pueden funcionar con una amplia franja
de temperaturas (desde 200 grados Celsius bajo cero hasta 1500 Celsius) y
son hasta un 220% más rápidos que los músculos humanos. Sin embargo, los
nanotubos de carbono son una tecnología muy costosa y aún falta mucho tiempo
para que lleguen al mercado este tipo de músculos artificiales.
Recomiendo los artículos técnicos de Ali E. Aliev et
al., “Giant-Stroke, Superelastic Carbon Nanotube Aerogel
Muscles,” Science 323: 1575-1578, 20 Mar 2009 [GScholar];
Javad Foroughi et al., “Torsional Carbon Nanotube Artificial Muscles,”
Science 334: 494-497, 28 Oct 2011 [GScholar];
y Márcio D. Lima et al., “Electrically, Chemically, and Photonically
Powered Torsional and Tensile Actuation of Hybrid Carbon Nanotube Yarn
Muscles,” Science 338: 928-932, 16 Nov 2012 [GScholar].
En español puedes leer
a Francis, “Músculos de torsión artificiales basados en fibras hiladas con
nanotubos de carbono,” LCMF 13 Oct 2011.
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