Un grupo de investigadores han creado un pequeño robot impreso en 3D que se mueve aprovechando la vibración de los actuadores piezoeléctricos, las fuentes de ultrasonido o incluso los pequeños altavoces. Los enjambres de estos "micro-cerdas-bots" podrían trabajar juntos para reparar lesiones dentro del cuerpo humano.
Los prototipos de robots responden a diferentes frecuencias de vibración según sus configuraciones, lo que permite a los investigadores controlar bots individuales ajustando la vibración. Con aproximadamente dos milímetros de largo, el tamaño de la hormiga más pequeña del mundo, los bots pueden cubrir cuatro veces su propia longitud en un segundo a pesar de las limitaciones físicas de su pequeño tamaño.
"Estamos trabajando para hacer que la tecnología sea robusta, y tenemos muchas aplicaciones potenciales en mente", ha explicado Azadeh Ansari, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática del Instituto de Tecnología de Georgia. “Estamos trabajando en la intersección de la mecánica, la electrónica, la biología y la física. Es un área muy rica y hay mucho espacio para conceptos multidisciplinarios”.
Los micro-cerdas-bots consisten en un actuador piezoeléctrico pegado a un cuerpo de polímero que se imprime en 3D
Los micro-cerdas-bots consisten en un actuador piezoeléctrico pegado a un cuerpo de polímero que se imprime en 3D usando litografía de polimerización de dos fotones (TPP). El actuador genera vibración y se alimenta externamente porque no hay baterías lo suficientemente pequeñas como para caber en el bot.
Las vibraciones mueven las patas elásticas hacia arriba y hacia abajo, impulsando el microbot hacia adelante. Cada robot puede diseñarse para responder a diferentes frecuencias de vibración según el tamaño de la pata, el diámetro, el diseño y la geometría general. La amplitud de las vibraciones controla la velocidad a la que se mueven los microbots.
Los micro-cerdas-bots se fabrican en una impresora 3D utilizando el proceso TPP, una técnica que polimeriza un material de resina monomérica. Una vez que la porción del bloque de resina golpeada por la luz ultravioleta se ha desarrollado químicamente, el resto se puede lavar, dejando la estructura robótica deseada.
Los actuadores piezoeléctricos, que utilizan el material titanato de circonato de plomo (PZT), vibran cuando se les aplica voltaje eléctrico. A la inversa, también se pueden utilizar para generar un voltaje, cuando se hacen vibrar, una capacidad que los micro-cerdas-bots podrían usar para encender los sensores a bordo cuando son activados por vibraciones externas.
Ansari y su equipo están trabajando para agregar capacidad de dirección a los robots al unir dos microbot de cerdas ligeramente diferentes. Debido a que cada uno de los microbots unidos respondería a diferentes frecuencias de vibración, la combinación podría ser dirigida variando las frecuencias y amplitudes. "Una vez que tienes un micro robot completamente orientable, puedes imaginar hacer muchas cosas interesantes", ha asegurado.
Los micro-cerdas-bots tienen aproximadamente dos milímetros de largo, 1.8 milímetros de ancho y 0.8 milímetros de grosor, y pesan aproximadamente cinco miligramos. La impresora 3D puede producir robots más pequeños, pero con una masa reducida, las fuerzas de adhesión entre los dispositivos pequeños y una superficie pueden ser muy grandes. A veces, los microbots no se pueden separar de las pinzas utilizadas para recogerlos.