(Arriba) Procesamiento de giro de la película AC-LCE en actuadores de fibra, homoquiral y primavera heteroquiral para dirigir la dirección de la actuación. (Abajo) Actuación de “modo de pestillo” y controlabilidad espacio-temporal de las pinzas robóticas blandas submarinas. Crédito: Corea Research Institute of Chemical Technology (KRICT)
Un equipo de investigación coreano ha desarrollado un músculo artificial con motor ligero que funciona libremente bajo el agua, allanando el camino para la robótica blanda de próxima generación.
El equipo de investigación: dr. Hyun Kim, en el Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT), el Prof. Habeom Lee de la Universidad Nacional de Pusan y el Prof. Taylor H. Ware en la Universidad de Texas A&M, desarrolló sin problemas los músculos artificiales basados en la luz basada en la luz a la luz a la luz.
El trabajo ha sido publicado en la revista Small.
Los actuadores robóticos suaves tradicionales impulsados por la electricidad, el calor o el aire presurizado y los líquidos (sistemas neumáticos e hidráulicos) a menudo son difíciles de operar en entornos submarinos debido a la exposición de componentes complejos como baterías, motores, cables o bombas al agua.
Si bien se han propuesto materiales fototérmicos, lograr cambios de forma bajo el agua sigue siendo desafiante debido a los efectos de enfriamiento concurrentes, restringiendo su uso efectivo. Los actuadores fotoquímicos existentes también se han informado principalmente para movimientos de flexión simples, ya que los cambios estructurales de nivel molecular solo ocurren cerca de la superficie.
Crédito: Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Para superar estas limitaciones, el equipo diseñó AC-LCE con una mayor rigidez y estructuras controladas. Al incorporar las moléculas de azobenceno en un elastómero de cristal líquido específicamente diseñado, crearon materiales que se contraen o se expanden cuando se irradian con UV o luz visible, respectivamente.
A diferencia de la mayoría de los sistemas térmicos (fototérmicos o electrotérmicos), estos materiales pueden retener temporalmente su estado deformado incluso después de que la luz se apaga, lo que permite un mecanismo de bloqueo “similar a un pestillo” que permite el control de movimiento secuencial y espacial.
Los AC-LCE se fabricaron en estructuras de resorte lineales y en forma de anillo e se integraron en prototipos robóticos submarinos. Estos actuadores demostraron cepas de actuación más de tres veces más altas que los actuadores anteriores basados en azobenceno y generaron capacidades laborales que exceden las del músculo de los mamíferos por un factor de dos. Además, al controlar la quiralidad (homoquiral vs. heteroquiral) de los resortes en espiral, la dirección de la actuación podría diseñarse reversiblemente.
Descripción general esquemática de los músculos artificiales con luz habilitada por elastómero de cristal líquido semicristalino funcionalizado con azobenceno (AC-LCE). Crédito: Corea Research Institute of Chemical Technology (KRICT)
Usando estos músculos artificiales, el equipo demostró robots blandos subacuáticos totalmente sin ataduras que pueden agarrar y liberar objetos o gatear a través de tuberías, sin baterías, cables o bombas. Estos sistemas se operaron repetidamente en 100 ciclos de luz con un rendimiento confiable.
El equipo tiene como objetivo comercializar esta tecnología para 2030 a través de una mayor investigación sobre escalabilidad de materiales e integración del sistema. Según los investigadores, esta innovación representa un paso significativo en el desarrollo de sistemas de actuación inteligentes e intensos adecuados para entornos diversos.
Más información: Wonbin SEO et al, resortes de elastómero de cristal líquido y de cristal líquido que funcionan con azobenceno para actuadores robóticos blandos submarinos, pequeños (2024). Doi: 10.1002/smll.202406493
Información en la revista: Pequeña proporcionada por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Cita: Robots submarinos Flex Flex New Músculos: los actuadores impulsados por la luz superan al músculo de mamíferos (2025, 21 de mayo) Recuperado el 21 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-underwater-robots-flex-muscles-riven.html
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