Científicos de Corea del Sur han desarrollado enjambres de pequeños robots magnéticos que trabajan juntos como hormigas para lograr hazañas hercúleas, como atravesar y recoger objetos muchas veces su tamaño.
Los hallazgos, publicados el miércoles 18 de diciembre en la revista Cell Press Dispositivosugieren que estos enjambres de microrobots, que operan bajo un campo magnético giratorio, podrían usarse para asumir tareas difíciles en entornos desafiantes que los robots individuales tendrían dificultades para manejar, como ofrecer un tratamiento mínimamente invasivo para arterias obstruidas y guiar organismos con precisión.
“La alta adaptabilidad de los enjambres de microrobots a su entorno y el alto nivel de autonomía en el management de enjambres fueron sorprendentes”, cube el autor Jeong Jae Wie, del Departamento de Ingeniería Orgánica y Nano de la Universidad de Hanyang en Seúl, Corea del Sur.
Wie y sus colegas probaron qué tan bien se desempeñaban los enjambres de microrobots con diferentes configuraciones de ensamblaje en una variedad de tareas. Descubrieron que los enjambres con un ensamblaje de alta relación de aspecto podían escalar un obstáculo cinco veces más alto que la longitud del cuerpo de un solo microrobot y lanzarse, uno por uno, sobre un obstáculo.
Un gran enjambre de 1.000 microrobots con una alta densidad de empaquetamiento formó una balsa que flotaba en el agua y se envolvía alrededor de una pastilla que pesaba 2.000 veces más que cada robotic particular person, lo que permitía al enjambre transportar la droga a través del líquido.
En tierra firme, un enjambre de robots logró transportar carga 350 veces más pesada que cada individuo, mientras que otro enjambre de microrobots pudo destapar tubos que parecían vasos sanguíneos bloqueados. Finalmente, mediante movimientos giratorios y de arrastre orbital, el equipo de Wie desarrolló un sistema mediante el cual enjambres de robots podrían guiar los movimientos de pequeños organismos.
Los científicos se han interesado cada vez más en estudiar cómo enjambres de robots pueden alcanzar objetivos colectivamente, inspirados en la forma en que las hormigas se unen para salvar un hueco en un camino o se apiñan en forma de balsa para sobrevivir a las inundaciones. De manera comparable, trabajar juntos hace que los robots sean más resistentes al fracaso: incluso si algunos miembros del grupo no alcanzan el objetivo, el resto continúa realizando sus movimientos programados hasta que finalmente un número suficiente de ellos lo logra.
“Las investigaciones anteriores sobre robótica de enjambre se han centrado en robots esféricos, que se unen mediante contacto punto a punto”, cube Wie. En este estudio, los investigadores diseñaron un enjambre formado por microrobots en forma de cubo, que comparten campos magnéticos más fuertes.
atracciones ya que áreas de superficie más grandes (caras enteras de cada cubo) pueden entrar en contacto.
Cada microrobot mide 600 micrómetros de alto y consta de un cuerpo de epoxi incrustado con partículas ferromagnéticas de neodimio-hierro-boro (NdFeB), que le permite responder a campos magnéticos e interactuar con otros microrobots. Al alimentar a los robots con un campo magnético generado al girar dos imanes conectados, el enjambre puede autoensamblarse. Los investigadores programaron los robots para que se unieran en diferentes configuraciones variando el ángulo en el que estaban magnetizados.
“Desarrollamos un método de producción en masa rentable utilizando réplicas de moldeo y magnetización in situ, garantizando una geometría uniforme y perfiles de magnetización para un rendimiento constante”, cube Wie.
“Aunque los resultados del estudio son prometedores, los enjambres necesitarán mayores niveles de autonomía antes de estar listos para aplicaciones en el mundo actual”, afirma Wie.
“Los enjambres de microrobots magnéticos requieren management magnético externo y carecen de la capacidad de navegar de forma autónoma en espacios complejos o confinados como arterias reales”, cube. “Las investigaciones futuras se centrarán en mejorar el nivel de autonomía de los enjambres de microrobots, como el management de retroalimentación en tiempo actual de sus movimientos y trayectorias”.
