Colectivos de robots bioinspirados que pueden actuar como sólidos o fluidos a demanda

Inspirándose en la cooperación de las células en los tejidos, los investigadores han desarrollado un sistema robótico colectivo capaz de transitar entre estructuras rígidas y sólidas que, además, puede soportar cientos de veces su propio peso. Este avance supera un reto fundamental en el desarrollo de los llamados «materiales robóticos», redes cohesionadas de unidades robóticas individuales que funcionan como una única estructura dinámica y adaptable. La realización de estos sistemas plantea un reto fundamental: este «material» debe ser a la vez lo bastante fuerte y rígido para soportar cargas y, con solo pulsar un interruptor, poder fluir libremente para adoptar nuevas formas. A diferencia de los materiales inertes y los sistemas robóticos convencionales, los tejidos embrionarios vivos poseen la notable capacidad de regular internamente sus propiedades mecánicas en el espacio y el tiempo. Inspirándose en los tejidos embrionarios vivos, que regulan sus propiedades mecánicas mediante un comportamiento celular coordinado, Matthew Devlin y sus colegas han diseñado colectivos robóticos que imitan mecanismos clave de interacción célula-célula utilizando engranajes motorizados, fotorreceptores e imanes rodantes. Estas características permiten un control preciso de las fluctuaciones de fuerza y la polaridad, lo que permite al sistema ajustar dinámicamente la rigidez y la fluidez. Devlin y sus colegas demostraron la formación de estructuras, con unidades robóticas que formaban pilares que se fusionaban en un arco estable y portante. El colectivo también mostró capacidad de autocuración, fluidificándose para cerrar defectos estructurales. Y exhibió manipulación de objetos, aplicando fuerzas dirigidas para mover objetos. Además, el sistema se adaptó en herramientas funcionales, fluyendo alrededor de los objetos antes de endurecerse formando una llave capaz de ejercer torsión. Los investigadores mostraron además estructuras de soporte, donde las cargas colectivas soportadas superaron el peso unitario individual, soportando un ser humano (unos 700 Newtons) antes de volver sin esfuerzo a un estado fluido.