Mano robótica que responde con sensibilidad humana gracias a músculos hechos de un metal “inteligente”

La mano humana es la herramienta perfecta. No en vano la evolución la ha perfeccionado a lo largo de varios millones de años. La mano es extraordinariamente móvil y adaptable, y la excelente interacción entre los músculos, ligamentos, tendones, huesos y nervios ha impulsado desde hace mucho el deseo de crear una herramienta flexible basada en ella.

 

El equipo encabezado por Stefan Seelecke y Filomena Simone, de la Universidad de Sarre (Saarland) en Alemania, y el Centro de Mecatrónica y Tecnología de Automatización (ZeMA por sus siglas en alemán) está utilizando una nueva tecnología basada en las propiedades de memoria de forma de una aleación de níquel-titanio. Los ingenieros han dotado a la mano artificial de músculos que están hechos de cables muy delgados cuyo diámetro es parecido al de un cabello humano y que pueden contraerse y relajarse.

 

Los cables hechos de la citada aleación con memoria de forma ofrecen ventajas notables sobre los fabricados con otras técnicas. Hasta ahora, las manos robóticas, como las utilizadas en las cadenas de producción industriales, han dependido de mucha y muy compleja tecnología. Como resultado de ello, dependen de otros dispositivos y equipamientos, tales como motores eléctricos o neumáticos, tienden a ser pesadas, poco flexibles, a veces hacen mucho ruido, y suelen ser caras. En cambio, las herramientas fabricadas con músculos artificiales a partir de cables hechos de la aleación con memoria de forma pueden funcionar sin equipamiento adicional, lo que las hace ligeras, flexibles y muy adaptables. Operan de modo silencioso y son relativamente baratas de producir. Y estos cables tienen la densidad de energía más alta de entre todos los mecanismos conocidos de su tipo, lo que les permite llevar a cabo movimientos poderosos en espacios restringidos.

La robotista Filomena Simone, trabajando en el prototipo de la nueva y sofisticada mano robótica. (Foto: Oliver Dietze)

La robotista Filomena Simone, trabajando en el prototipo de la nueva y sofisticada mano robótica. (Foto: Oliver Dietze)

 

El término “memoria de forma” se refiere al hecho de que el cable es capaz de “recordar” su forma y regresar a su forma original predeterminada después de haber sido deformado. Esta propiedad de la aleación de níquel-titanio es el resultado de cambios de fase que ocurren dentro del material. Si el cable se calienta, lo que pasa, por ejemplo, cuando conduce electricidad, el material experimenta una transformación en la estructura de su retícula, causando ello que se contraiga como un músculo.

 

Otra ventaja de usar cables metálicos con memoria de forma es que la mano artificial puede reaccionar de una manera natural (como una mano humana) cuando alguien interviene mientras está llevando a cabo un movimiento en particular. Esto permite una estrecha interacción entre esta mano robótica y una mano humana. Un chip semiconductor controla los movimientos relativos de los cables hechos de la aleación con memoria de forma, permitiendo que se lleven a término movimientos precisos. Y el sistema no necesita sensores, ya que el material del que están hechos los cables tiene propiedades sensoriales de por sí. La unidad controladora es capaz de interpretar las mediciones de resistencia eléctrica de manera que sabe la posición exacta de los cables en cualquier momento. Esto permite que la mano y sus dedos se muevan con gran precisión.

 

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