El camino hacia robots humanoides más inteligentes está abierto. Todo se lo debemos a este nuevo "metamaterial"

Estamos cada vez más cerca de tener robots inteligentes totalmente autónomos caminando por las calles y en nuestros hogares. Ya hay compañías que está experimentando con mayordomos hechos de metal y cables capaces de servirnos desayunos a base de café y tostadas. De hecho, en China tienen una alta demanda para eventos, lo que ha provocado que no haya existencias, las listas de espera sean largas y los precios de alquiler, disparatados.

Prácticamente, cada semana surge algún nuevo vídeo en Internet mostrando a un robot humanoide realizando movimientos o tareas propias de los seres humanos. Incluso hay modelos que son capaces de moverse como Bruce Lee y dominar el arte marcial del Kung-fu. Puede que se estén preparando para una hipotética y futura rebelión de las máquinas.

A pesar de los avances, los robots humanoides todavía necesitan unos cuantos años más de desarrollo. Los investigadores siguen buscando nuevas formas de innovar y diferenciarse. Un grupo de investigadores se ha centrado en llevar el almacenamiento de energía de las máquinas al siguiente nivel: te presentamos los metamateriales mecánicos.

Robots más flexibles y duraderos

Deformación helicoidal del nuevo metamaterial – IAM, KIT / Collage: Anja Sefrin, KIT

Los científicos del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) han desarrollado una nueva clase de metamateriales mecánicos; estructuras diseñadas artificialmente que almacenan y liberan energía elástica con gran eficiencia. Se trata de un avance importante que podría revolucionar la robótica energéticamente eficiente, los sistemas mecánicos y estructuras flexibles que maximizan el uso de la energía sin perder resistencia o durabilidad.

Estos materiales artificiales están diseñados para tener propiedades mecánicas poco comunes en materiales naturales, pudiendo tener densidad negativa, ser extremadamente ligeros pero resistentes, o incluso volverse todavía más rígidos cuando se deforman. Sus características dependen más del diseño geométrico de su estructura interna que del material del que están hechos.

Es posible utilizarlos en diversas aplicaciones, como absorción de impactos (cascos y coches), dispositivos médicos (prótesis avanzadas), construcción (materiales ultraligeros y resistentes), entre otros. Los hay de diferentes tipos, como acústicos y auxéticos (se expanden en todas direcciones cuando se estiran), por mencionar algunos ejemplos.

Los materiales forman una estructura única de varillas retorcidas que se deforman en una forma helicoidal. De este modo, pueden absorber y liberar grandes cantidades de energía elástica. El novedoso diseño ha permitido a los investigadores crear un material que combina alta rigidez, resistencia y flexibilidad.

La dificultad radica en combinar propiedades contrapuestas: alta rigidez, alta resistencia y gran capacidad de recuperación de la deformación - Peter Gumbsch, profesor de Mecánica de Materiales en el Instituto de Materiales Aplicados (IAM) del KIT

Se crean mediante diminutos elementos estructurales. Como hemos comentado, los investigadores del KIT desarrollaron un material formado por varillas fuertemente retorcidas y dispuestas en un patrón específico. Al torcer una varilla en lugar de doblarla, la tensión se distribuye de forma más uniforme por toda su superficie, lo que significa que puede almacenarse más energía sin sufrir daños.

Gumbsch está entusiasmado con el nuevo material porque tiene diversos usos potenciales, sobre todo en áreas que requieren un almacenamiento de energía eficiente y propiedades mecánicas excepcionales. Los robots que lo utilicen podrían volverse más flexibles y duraderos. De momento, habrá que conformarse con imaginar cómo serán los humanoides del futuro.