Músculos artificiales desarrollados para levantar objetos 4400 veces más pesados ​​que su propio peso.

(Dan Tri) - Científicos han creado un nuevo tipo de músculo artificial que es a la vez flexible y lo suficientemente fuerte como para levantar objetos pesados, abriendo una nueva era para los robots blandos y los dispositivos portátiles.

Nueva investigación: Los robots humanoides pueden levantar objetos 4.000 veces más pesados ​​que su propio peso corporal (Ilustración: livescience).

Por primera vez, científicos han logrado resolver el complejo problema de equilibrar flexibilidad y resistencia en el diseño de músculos artificiales. Los innovadores resultados de esta investigación se publicaron el 7 de septiembre en la revista Advanced Functional Materials.

El profesor Hoon Eui Jeong, experto en ingeniería mecánica del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) y autor principal del estudio, destacó: «Esta investigación ha superado la limitación fundamental de los músculos artificiales convencionales, que solo pueden ser muy elásticos pero débiles, o fuertes pero rígidos. Nuestro material compuesto puede hacer ambas cosas, abriendo la puerta a robots blandos más flexibles, dispositivos portátiles e interfaces hombre-máquina intuitivas».

Los músculos artificiales suelen estar limitados por su flexibilidad o rigidez. Deben ser elásticos y, al mismo tiempo, proporcionar suficiente potencia; de lo contrario, su densidad de actividad será limitada. Sin embargo, los músculos artificiales blandos son muy apreciados por su versatilidad, gracias a su ligereza, adaptabilidad mecánica y capacidad para transmitir movimientos multidireccionales.

La densidad de trabajo, o la cantidad de energía por unidad de volumen que un músculo puede generar, representa un gran desafío para los músculos artificiales. Lograr valores elevados junto con una alta contractilidad es un objetivo que los científicos persiguen constantemente.

El nuevo músculo artificial se describe como un «actuador magnético compuesto de alto rendimiento», una compleja combinación química de polímeros unidos entre sí para imitar las fuerzas de contracción y relajación del músculo. Uno de estos polímeros puede variar en rigidez y está embebido en una matriz que contiene micropartículas magnéticas en su superficie, las cuales también pueden controlarse. Esto permite accionar y controlar el músculo, produciendo movimiento.

El nuevo diseño incorpora dos mecanismos de reticulación distintos: una red química covalente (dos o más átomos comparten electrones para lograr una configuración más estable) y una red de interacción física reversible. Estos dos mecanismos proporcionan al músculo la fuerza necesaria para rendir a lo largo del tiempo.

El equilibrio entre rigidez y elasticidad se resuelve eficazmente mediante la arquitectura de doble reticulación. La red física se refuerza aún más incorporando un tipo de micropartícula (NdFeB) en la superficie mecánica, la cual puede funcionalizarse posteriormente mediante un líquido incoloro (octadeciltriclorosilano). Estas partículas se dispersan por toda la matriz polimérica.

El músculo sintético se endurece bajo cargas pesadas y se ablanda al contraerse. En su estado rígido, este músculo artificial, que pesa tan solo 1,13 gramos, puede soportar un peso de hasta 5 kilogramos, es decir, unas 4400 veces su propio peso.

Los investigadores afirman que los músculos humanos se contraen con una tensión de alrededor del 40%, pero el músculo sintético alcanzó el 86,4%, el doble que el músculo humano. Esto permitió una densidad de trabajo de 1150 kilojulios por metro cúbico, 30 veces superior a la que puede generar el tejido humano.

El equipo realizó pruebas de tracción uniaxial para medir la resistencia del músculo artificial, aplicando una fuerza de tracción a un objeto hasta que se rompió para determinar la resistencia máxima a la tracción.

Los expertos afirman que este avance abre perspectivas para muchos campos, desde la robótica blanda y la rehabilitación médica hasta los dispositivos portátiles inteligentes y las interfaces hombre-máquina.

Gracias a su capacidad para ser flexibles y potentes a la vez, la nueva generación de músculos artificiales puede ayudar a los robots a moverse con mayor gracia, al tiempo que apoya con precisión los movimientos humanos en sofisticadas aplicaciones biomédicas e industriales.

Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-trien-co-nhan-tao-nang-vat-nang-gap-4400-lan-trong-luong-20251104053327548.htm