Músculos robóticos inspirados en calamares se curan en segundos

Un nuevo material, desarrollado por científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania de Estados Unidos y el Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes de Alemania, y fue financiado en parte por la Oficina de Investigación del Ejército de EE.UU. (ARO), en un esfuerzo por encontrar soluciones más duraderas y confiables para sustitutos musculares robóticos blandos conocidos como «actuadores». Estas partes móviles están sujetas a tensiones repetitivas que pueden desgastarlas con el tiempo, por lo que, como muchos otros en el campo de la robótica, los investigadores se propusieron desarrollar una solución innovadora que pudiera manejar algunas de las reparaciones.

Esto los llevó a investigar los dientes anulares de los calamares, que son usados para engancharse a sus presas: estos tienen unas proteínas con una mezcla de componentes blandos y duros que permiten que los dientes se curen solos si se rompen al cazar o al comer. Las partes blandas facilitan la fusión de las proteínas rotas, mientras que las partes duras ofrecen la integridad estructural para mantener los dientes fuertes.

Manipulando las secuencias repetitivas que componen estas proteínas especiales, el equipo de científicos pudo crear una versión sintética con conjuntos repetitivos de aminoácidos en un biorreactor bacteriano. Al igual que los dientes de calamar en los que se están basando, el polímero puede curarse solo con la aplicación de agua y calor, y en solo una fracción del tiempo en comparación a otros materiales que han investigado en el pasado.

Curación en un segundo

Los expertos pudieron reducir el período de curación típico de músculos robóticos de 24 horas a solamente un segundo, para que los robots blandos basados ​​en proteínas ahora puedan repararse por sí mismos de inmediato, según explicó Abdon Pena-Francesch, autor principal del artículo e investigador de la Penn State. «En la naturaleza, la autocuración lleva mucho tiempo. En este sentido, nuestra tecnología supera a la naturaleza», agregó.

De acuerdo al paper científico publicado al respecto, incluso si el material se llega a cortar por la mitad, puede llegar a sanar y recuperar el 100% de sus resistencia original. Además, es completamente biodegradable y también puede reciclarse en el mismo polímero original, a diferencia de muchos polímeros a base de petróleo que deben reciclarse en algo completamente diferente.

«Tarde o temprano nos quedaremos sin petróleo y también estamos contaminando y causando el calentamiento global», dice Melik Demirel, quien dirigió la investigación. «No podemos competir con los plásticos realmente económicos. La única forma de competir es suministrar algo que los polímeros a base de petróleo no pueden suministrar, que es la autocuración y el rendimiento necesarios», concluyó.