Para su hada artificial, Hao Zeng y Jianfeng Yang se inspiraron en las semillas de diente de león. Fuente: Jianfeng Yang / Universidad de ...
El desarrollo de polímeros que responden a estímulos ha generado una gran cantidad de oportunidades relacionadas con los materiales para la próxima generación de robots de cuerpo blando controlados de forma inalámbrica y a pequeña escala.
31 enero 2023.- Desde hace algún tiempo, los ingenieros saben cómo usar estos materiales para hacer pequeños robots que pueden caminar, nadar y saltar. Hasta ahora, nadie ha sido capaz de hacerlos volar.
Los investigadores del grupo Light Robots de la Universidad de Tampere ahora están investigando cómo hacer que el material inteligente vuele. Hao Zeng, investigador de la Academia y líder del grupo, y Jianfeng Yang, investigador de doctorado, han ideado un nuevo diseño para su proyecto llamado FAIRY: Aero-robots voladores basados en el ensamblaje de materiales sensibles a la luz. Han desarrollado un robot de ensamblaje de polímeros que vuela por el viento y es controlado por la luz.
Superior a sus contrapartes naturales, esta semilla artificial está equipada con un actuador suave. El actuador está hecho de elastómero cristalino líquido sensible a la luz, que induce acciones de apertura o cierre de las cerdas ante la excitación de la luz visible.
El hada artificial está controlada por la luz
El hada artificial desarrollada tiene varias características biomiméticas. Debido a su estructura de alta porosidad (0,95) y peso ligero (1,2 mg), puede flotar fácilmente en el aire dirigido por el viento. Además, una generación estable de anillos de vórtices separados permite viajes de larga distancia asistidos por el viento.
Esto significa que la luz se puede utilizar para cambiar la forma de la diminuta estructura similar a una semilla de diente de león. El hada puede adaptarse manualmente a la dirección y fuerza del viento cambiando su forma. También se puede usar un haz de luz para controlar las acciones de despegue y aterrizaje del ensamblaje de polímero.
Oportunidades de aplicación en la agricultura
A continuación, los investigadores se centrarán en mejorar la sensibilidad del material para permitir el funcionamiento del dispositivo a la luz del sol. Además, ampliarán la estructura para que pueda transportar dispositivos microelectrónicos como GPS y sensores, así como compuestos bioquímicos.
Parece ciencia ficción , pero los experimentos de prueba de concepto incluidos en nuestra investigación muestran que el robot que hemos desarrollado proporciona un paso importante hacia aplicaciones realistas adecuadas para la polinización artificial.
En el futuro, los vientos naturales podrían dispersar libremente millones de semillas artificiales de diente de león que transportan polen y luego dirigirlas mediante la luz hacia áreas específicas con árboles que esperan la polinización.
Esto tendría un gran impacto en la agricultura a nivel mundial, ya que la pérdida de polinizadores debido al calentamiento global se ha convertido en una grave amenaza para la biodiversidad y la producción de alimentos.
Retos por resolver
Sin embargo, muchos problemas deben resolverse primero. Por ejemplo, ¿cómo controlar el lugar de aterrizaje de manera precisa y cómo reutilizar los dispositivos y hacerlos biodegradables? Estos problemas requieren una estrecha colaboración con los científicos de materiales y las personas que trabajan en microrrobótica.
El proyecto FAIRY comenzó en septiembre de 2021 y durará hasta agosto de 2026. El robot volador se investiga en cooperación con el Dr. Wenqi Hu del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (Alemania) y el Dr. Hang Zhang de la Universidad Aalto.
Más información: Jianfeng Yang et al, Dandelion‐Inspired, Wind‐Dispersed Polymer‐Assembly Controlled by Light, Advanced Science (2022). DOI: 10.1002/advs.202206752
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