Las estructuras flexibles que pueden modificar su forma a voluntad están captando la atención como materiales que podrían transformar el desarrollo de robots blandos y dispositivos médicos. Un nuevo material, inspirado en el kirigami (el arte japonés de corte de papel), se ha añadido a esta tendencia. Investigadores en Estados Unidos han creado un dispositivo similar a una hoja que puede cambiar de forma en respuesta a campos magnéticos.
“Al controlar la dirección del campo magnético, podemos hacer que la superficie de la hoja se mueva como ondas. Además, al ajustar la fuerza del campo magnético, podemos modificar libremente la altura de las ondas y la profundidad del hundimiento”, comenta Jie Ying, profesor asociado de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, especializado en ingeniería mecánica y aeroespacial. Ying también forma parte de un equipo que desarrolló un robot blando capaz de nadar a distintas profundidades, inspirado en la propulsión de las mantarrayas en el agua.
Desarrollo del dispositivo Metasheet
El equipo de investigación diseñó un dispositivo llamado Metasheet mientras exploraba métodos para mover objetos frágiles sin contacto directo y levantar objetos no magnéticos de forma remota. Metasheet es capaz de mover objetos manipulando superficies suaves e irregulares mediante un campo magnético, lo que lo hace ideal para tareas de precisión en espacios reducidos donde no se pueden utilizar herramientas mecánicas como los brazos robóticos tradicionales.
La estructura del Metasheet combina flexibilidad y rigidez, lograda mediante cortes regulares en una fina lámina de un material magnético especial, que se infla con presión de aire y luego se magnetiza. Esta innovadora estructura, inspirada en el kirigami, puede estirarse más del doble de la longitud de una hoja convencional sin sufrir hendiduras. Además, es siete veces más rígida que una lámina normal y puede soportar una carga 40 veces superior a su propio peso.
Control preciso mediante campos magnéticos
El dispositivo está diseñado para reaccionar a cambios en el campo magnético en tan solo 2 milisegundos, lo que permite un ajuste preciso de la altura y curvatura de la forma de cúpula. Esto facilita el control remoto de objetos sin necesidad de tocarlos. Por ejemplo, es posible mover pequeños objetos sólidos o partículas líquidas, como gotas de agua, a lo largo de trayectorias específicas guiadas por un campo magnético.