Mecanismos y engranajes miniaturizados para hacer más «fuertes» a los microbots y nanobots

• Álvaro Ibañez


• 11 Nov 2022

Cuando hablamos de las nuevas tecnologías del mundo de la robótica no hay que olvidar que además de los grandes y poderosos robots hay todo un campo de investigación en los llamados microbots y nanobots, ingenios varios órdenes de magnitud más pequeños. Y es que a esa escala «del tamaño de granos de arroz» también hay interesantes desarrollos de ingeniería que han de comenzar por lo más básico.

Ahora, por ejemplo, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (Alemania) y el Instituto de Tecnología de Harbin (China) ha desarrollado una diminuta caja de engranajes que permite que todos estos pequeños microrobots actúen con más fuerza, siendo capaces de llevar a cabo tareas más útiles, como por ejemplo técnicas quirúrgicas desde el interior del cuerpo humano.

El mecanismo que han ideado es básicamente una diminuta «caja de cambios» fabricada con engranajes miniaturizados, capaz de actuar más o menos como las cajas de cambios de los coches y otros aparatos: transformando el movimiento en fuerzas más o menos intensas, según los engranajes y relaciones que utilicen sus ruedas. De este modo, se pueden convertir movimientos rápidos, pero débiles, en otros más lentos, pero con más fuerza.

En general, este tipo de pequeños dispositivos no funciona en solitario. Los micro-engranajes suelen combinarse con otros componentes mecánicos, como muelles o piezas elásticas capaces de acumular la energía para luego liberarla de golpe, pero eso depende de la función que tengan que realizar. Además de eso, los microbots necesitan energía para funcionar; en este caso se emplea con bastante ingenio un campo magnético externo que interactúa directamente con los engranajes sin tocarlos y sin añadirles peso ni requerir espacio. Al principio del vídeo se pueden ver algunas de las demostraciones de cómo con estos engranajes pueden generar movimientos de arrastre, levantar pesos (hasta unos 100 gramos) o saltos de hasta 10 centímetros, que viene a ser unas 40 veces el tamaño del pequeño mecanismo.

En cuanto a las aplicaciones médicas que necesitan fuerza además de precisión, el vídeo también muestra [a partir del minuto 02:55] un ejemplo de mecanismo capaz de clavar una aguja y extraer una muestra perforando varias veces un cuerpo gelatinoso. Algo que en una operación podría equivaler a una toma de muestras o a la destrucción de un tumor maligno. Quizá en el futuro con más miniaturización y nuevos componentes de este tipo surjan más aplicaciones en otros campos.

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