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Robot trepador
Los investigadores han creado un robot que puede subir por una pared tan suave como el vidrio y llegar al techo a una velocidad de seis centímetros por segundo. Actualmente, el robot usa un adhesivo elastómero seco, pero el grupo de investigación está probando una nueva fibra ultra pegajosa similar a un geckol en sus pies que debería hacerlo hasta cinco veces más pegajoso.
Escalando las paredes: Cuando el motor del robot gira, su cola presiona contra la superficie y sus patas triangulares giran hacia adelante (a). Cuando sus patas delanteras entran en contacto con la superficie, el par motor causado por el contacto de la cola con la superficie presiona las patas delanteras contra la superficie mientras tira de las patas traseras (b). Cuando la fuerza que actúa sobre el pie trasero alcanza un punto crítico, se desprende de la superficie y el robot avanza (c).
No es el primer robot en utilizar adhesivos secos similares a fibras para adherirse a las superficies, dice Metin Sitti , profesor asistente de ingeniería mecánica, que dirigió la investigación en el Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon (CMU), en Pittsburgh. Pero este robot debería demostrar tener un poder de adherencia mucho mayor, gracias a fibras que son dos veces más adhesivas que las que utilizan los geckos.
Dichos robots podrían, entre otras aplicaciones, usarse para inspeccionar los cascos de las naves espaciales en busca de daños, y su adherencia garantiza que permanezcan unidos.
Además de sus pies pegajosos, el robot usa dos patas triangulares en forma de rueda, cada una con tres almohadillas para los pies, y una cola que le permite moverse con considerable agilidad en comparación con otros robots, dice Sitti. No solo puede girar muy bruscamente, sino que su novedoso diseño permite que se transfiera de piso a pared y de pared a techo con gran facilidad.
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Mira el robot escalador de paredes
Es muy compacto y tiene una gran maniobrabilidad, dice Mark Cutkosky , profesor de ingeniería mecánica y codirector del Centro de Investigación de Diseño de la Universidad de Stanford en California. Es una solución práctica para la escalada.
Los geckos pueden adherirse a las superficies gracias a estructuras muy finas en forma de pelos en sus patas llamadas setas. Estas fibras en ángulo se dividen en fibras aún más finas hacia sus puntas, lo que le da al pie del gecko una apariencia de espátula. Estas fibras terminales tienen fuerzas intermoleculares increíblemente débiles a las que agradecer su adhesividad: las fuerzas de atracción actúan entre las puntas de las fibras y la superficie a la que se adhieren. Individualmente, las fuerzas son insignificantes, pero debido a que las pelotas forman áreas tan altas de contacto con las superficies, las fuerzas se acumulan.
En los últimos años, varios grupos de investigación han fabricado estructuras de fibra diseñadas para emular las setas. Pero el grupo de Sitti ha intentado mejorar el diseño del gecko. Usando técnicas de microfabricación, Sitti y sus colegas crearon fibras de solo cuatro micrómetros de diámetro, dos órdenes de magnitud más pequeñas que las utilizadas en cualquier otro robot. Esta diferencia de tamaño marca una diferencia significativa, dice Sitti. Esto se debe a que la reducción de las fibras aumenta su contacto con la superficie y, por lo tanto, mejora la adhesión.
Con los adhesivos de elastómero comerciales, el robot ya puede trepar con mucha más agilidad que cualquier otro robot. Pero las fibras deberían permitir al robot trepar incluso por superficies rugosas, dice Sitti. Sin embargo, después de haberlos integrado en el robot, los investigadores aún tienen que demostrarlo.
Uno de los desafíos para hacer que un robot se adhiera a las paredes radica en encontrar una manera de aplicar la presión suficiente para que se adhieran. El nuevo robot CMU maneja esto usando una cola. En cualquier momento, al menos dos de sus almohadillas de seis pies están en contacto con la superficie, al igual que la cola, que está cargada por resorte para que siempre empuje contra la superficie, incluso cuando está en el techo.
Sin embargo, al desarrollar estos materiales, los investigadores aún deben resolver algunos problemas, dice Andre Geim , profesor de física de la materia condensada en la Universidad de Manchester, en el Reino Unido, que también ha fabricado estructuras en forma de seta. Nadie ha explicado todavía por qué los geckos pueden correr primero por un camino de tierra recogiendo polvo y luego de alguna manera trepar por las paredes, dice. Este es un gran obstáculo.
Cutkosky está de acuerdo en que es necesario realizar más investigaciones sobre las capacidades de autolimpieza de los geckos. El mundo está sucio y los robots no pueden detenerse para lavarse los pies cada pocos metros, dice.