Nuevos tejidos inteligentes permiten a los robots manipular objetos frágiles

Los robots no siempre son las máquinas más delicadas al manipular objetos frágiles. Carecen de la suavidad de toque que poseen los humanos. Sin embargo, esto podría cambiar gracias a un nuevo desarrollo en materiales inteligentes.

Un equipo de investigadores desarrolló un método para tejer fibras flexibles que pueden ser controladas mediante campos magnéticos. Esta tecnología no solo permite que las manos robóticas recojan objetos como frutas suaves y chips de papa, sino que también tiene aplicaciones en guantes que brindan una sensación realista en realidad virtual y en tejidos transpirables.

Creación de una nueva fibra inteligente

En un artículo publicado en la revista Nature, los investigadores detallaron cómo crearon su textil inteligente, que puede doblarse, endurecerse o cambiar su textura superficial a demanda. Primero, el equipo mezcló pequeñas partículas magnéticas (hierro carbonilo) en fibras extremadamente delgadas y flexibles de un polímero, el LDPE (polietileno de baja densidad).

Para superar el desafío de crear una fibra que sea tanto delgada como rica en materiales magnéticos, los investigadores utilizaron un proceso llamado hilado por fusión. Esta técnica de alta velocidad les permitió crear fibras de solo 57 micrómetros de diámetro.

La siguiente etapa consistió en torcer siete de las fibras juntas en un hilo helicoidal. La importancia de esta forma radica en que puede responder a un campo magnético desde cualquier dirección. Esto es lo que realmente la distingue de otros materiales inteligentes.

En lugar de limitarse a reacciones simples de "encendido/apagado" (como calentar o endurecerse al aplicar un voltaje), que se conoce como control escalar, la forma helicoidal proporciona al material control direccional. Esto significa que puede responder a la fuerza y dirección del campo magnético, lo que permite movimientos más sofisticados.

"Nuestro trabajo proporciona información sobre materiales fibrosos sensibles a estímulos, elevándolos de control escalar a control vectorial sofisticado, anunciando una era de innovación en textiles inteligentes", escribieron los investigadores en su artículo.

Aplicaciones en el mundo real

El equipo creó dos tipos de tejidos a partir del hilo. Un textil tejido que es mejor para doblarse y estirarse, y un tejido de pelo cortado que se asemeja y se siente como un cepillo suave. A partir del textil tejido, fabricaron un tipo de parche que abre y cierra automáticamente pequeñas rendijas de ventilación en respuesta a un campo magnético que se activa y desactiva. Esto podría usarse para gestionar el sudor y el calor de manera instantánea.

Con el tejido de pelo cortado, construyeron un agarre robótico suave. Debido a que miles de fibras magnéticas pueden endurecerse y moldearse individualmente alrededor de los objetos, el agarre permite a los robots recoger objetos delicados de manera segura y suave.

Además, los investigadores fabricaron un guante háptico para realidad virtual. Cuando se agarra un objeto virtual, un campo magnético remoto endurece las fibras o las presiona contra la piel para simular sensaciones táctiles del mundo real.

El siguiente paso para el equipo es mejorar los materiales para su uso comercial, asegurando que sean duraderos y seguros para la ropa cómoda y cotidiana.