(a) Imágenes IR bajo los diversos diseños de electrodos. (b) Velocidad de calentamiento de los electrodos de papel en función del voltaje aplicado. (c) Perfiles de temperatura dependientes de potencia para electrodos con anchos variables. Crédito: Materiales funcionales avanzados (2025). Doi: 10.1002/adfm.202512328
Los sistemas biológicos han inspirado el desarrollo de sistemas robóticos suaves de próxima generación con diversos movimientos y funciones. Dicha versatilidad en robots blandos, en términos de rastreo rápido y eficiente, se puede lograr a través de la flexión asimétrica a través de actuadores de tipo bicapa que combinan elastómeros de cristal líquidos receptivos (LCE) con sustratos flexibles. Esto, a su vez, requiere LCE que responden a la temperatura con una regulación de temperatura precisa a través de elaboradas configuraciones de calefacción de julio.
Sin embargo, es una tarea complicada debido a la dificultad para generar movimientos asimétricos utilizando distribuciones térmicas isotrópicas, lo que requiere patrones de gradiente de temperatura simples y tecnologías de fabricación de bicapa.
Al abordar estos desafíos, un equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Chung-Ang, dirigido por el profesor Suk Tai Chang y el Profesor Asistente Changyeon Lee, han propuesto un método fácil de recubrimiento de electrodomésticos para modelar los gradientes de temperatura asimétricos en sustratos de papel, que finalmente resulta en el desarrollo de robots blandos innovadores inspirados en cataspilares. Sus hallazgos se pusieron a disposición en línea y se publicaron en la revista. Materiales funcionales avanzados el 30 de julio de 2025.
El profesor Chang arroja luz sobre la motivación detrás de su investigación. “Nuestra motivación para este trabajo proviene del fascinante mundo de la naturaleza, específicamente el movimiento de rastreo de las orugas. Nos intrigó cómo un organismo tan simple podría lograr una locomoción altamente eficiente a través de flexiones y estiramientos secuenciales. Quería replicar este mecanismo elegante en un sistema robótico suave, pero sin la complejidad de los métodos tradicionales que a menudo requieren configuraciones intrincadas de calentamiento”.
Locomoción de rastreo de un actuador de papel rectangular. Este video se reproduce a 5 × velocidad. Crédito: Materiales funcionales avanzados (2025). Doi: 10.1002/adfm.202512328
Con esta visión en mente, los investigadores eligieron el artículo basado en la celulosa, un material común y ecológico, como sustrato para los robots blandos. Además, en lugar de diseños de circuitos complejos, recurrieron a la tecnología de patrones de electrodos basados en la impresión para simplificar drásticamente el proceso de fabricación.
“Los sustratos de papel basados en celulosa proporcionan ventajas distintas debido a su estructura porosa, lo que permite la deposición de electrodos fácil a través de procesos basados en solución y ofrece una alta deformabilidad mecánica”, comenta el profesor Lee.
En este estudio, el equipo depositó electrodos de CU asimétricamente en sustratos de papel al cambiar los anchos de los electrodos. Esta variación causó gradientes de resistencia eléctrica, produciendo gradientes de temperatura significativos en todo el sustrato. Este proceso finalmente resultó en robots blandos de bajo consumo de energía capaces de rastrear direccional a un valor de voltaje de bajo actuación a través de la integración del sustrato de papel con LCE en una arquitectura bicapa.
“De esta manera, logramos con éxito el movimiento de flexión asimétrica, que es una hazaña difícil para los robots suaves convencionales. Al controlar con precisión el gradiente de temperatura en el electrodo basado en papel, pudimos inducir la flexión diferencial, que imita el movimiento de rastreo natural de un Caterpillar. Este nuevo mecanismo permite el movimiento direccional y controlado para los robots blandos”, señala el profesor Chang.
El robot liviano y delgado que se presenta en este trabajo podría usarse para el monitoreo ambiental o realizar tareas especiales en entornos que son difíciles de alcanzar para los humanos, ya sea debido a limitaciones físicas o preocupaciones de seguridad.
En general, la simplicidad y la rentabilidad del proceso de patrón de electrodos, en combinación con la abundancia y la naturaleza ecológica de los actuadores basados en papel, es un enfoque prometedor para la fabricación escalable y sostenible de robots blandos de la vida real, allanando el camino para la integración generalizada de los robots suaves en nuestra vida cotidiana.
Más información: en Hyeok Oh et al, rastreando locomoción robótica suave a través de la distribución de temperatura asimétrica en electrodos basados en papel, materiales funcionales avanzados (2025). Dos: 10.1002/ADFM.202512328
Proporcionado por la Universidad Chung Ang
Cita: Robot Soft Robot basado en electrodos de papel logra un movimiento de rastreo (2025, 21 de agosto) Recuperado el 21 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-paper-ectrode basado en el electrodo-doft-robot.htm
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