/ miércoles 15 de noviembre de 2023

Científicos imprimen por primera vez mano robótica en 3D con huesos, ligamentos y tendones [Video]

Gracias a la tecnología 3D, los investigadores tienen la capacidad de imprimir robots más complejos y duraderos, como lo mostró esta mano robótica

Científicos de la Universidad pública ETH con sede en Zúrich, Suiza, prestaron la primera mano robótica impresa en 3D que cuenta con huesos, ligamentos y tendones, como una muestra del avance que ha tenido esta tecnología de impresión y la gama de materiales que es capaz de utilizar.

En un comunicado, la universidad detalló que las impresoras antes solo podían utilizar plásticos de curado rápido como material, pero ahora también utilizan plásticos de curado lento, los que tienen ventajas como propiedades elásticas mejoradas, mayor durabilidad y más robustos.

Las impresiones se realizaron con apoyo de la empresa Inkbit, una desarrollada en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) de los Estados Unidos y quienes han desarrollado esta nueva tecnología de impresión.

“Con los poliacrilatos de curado rápido que utilizamos hasta ahora en la impresión 3D no habríamos podido hacer esta mano. Ahora utilizamos polímeros de tioleno de curado lento. Tienen muy buenas propiedades elásticas y vuelven a su estado original mucho más rápido después de doblarse que los poliacriatos”, detalló Thomas Buchner, estudiante de doctorado del grupo del profesor de robótica de la ETH Zúrich, Robert Katzschmann y primer autor del estudio.

Con la nueva tecnología se permite también la combinación de materiales blandos, elásticos y rígidos, por lo que otros investigadores tendrán la oportunidad de crear estructuras delicadas y piezas con cavidades como lo deseen al igual que esta mano.

Esta rigidez de los tiolenos puede ajustarse para cumplir con los requisitos de los robots blandos, los cuales tienen ventajas sobre prototipos hechos metal como el exponerse a una menor cantidad de lesiones cuando son trabajados por las personas y son más adecuados para manipular mercancías frágiles, expusieron los científicos.

¿Cómo se realizó cada una de las capas de la mano?

Una de las grandes ventajas que ofrece la impresión 3D es la oportunidad de reproducir objetos por capas, algo vital para que pudiera desarrollarse esta mano.

Para hacerlo, las boquillas de la impresora depositan un material determinado en forma viscosa en cada punto, para después una lámpara de luz ultravioleta UV cura cada una de las capas de inmediato.

Con los métodos anteriores de creación, un dispositivo raspaba las irregularidades de la superficie después de cada paso curado, algo que solo funcionaba en poliacrilatos de curado rápido, mientras que, con los tiolenos solo engomarían el raspador.

La nueva tecnología añade un escáner láser 3D a la impresora para que verifique cada una de las capas impresas y pueda corregir las irregularidades que pueda haber en la superficie. De esta forma, en lugar de suavizar las capas irregulares, la tecnología simplemente toma en cuenta las irregularidades al imprimir la siguiente capa.

La forma en que la impresora divide en capaz el contenido para su impresión. Foto: Buchner TJK et al., Nature 2023

Con los hallazgos encontrados y la puesta en funcionamiento de esta nueva calidad en impresión 3D, los científicos ahora buscan dar un siguiente paso al explorar nuevas posibilidades y diseñar estructuras más sofisticadas como encontrar aplicaciones adicionales.

Científicos de la Universidad pública ETH con sede en Zúrich, Suiza, prestaron la primera mano robótica impresa en 3D que cuenta con huesos, ligamentos y tendones, como una muestra del avance que ha tenido esta tecnología de impresión y la gama de materiales que es capaz de utilizar.

En un comunicado, la universidad detalló que las impresoras antes solo podían utilizar plásticos de curado rápido como material, pero ahora también utilizan plásticos de curado lento, los que tienen ventajas como propiedades elásticas mejoradas, mayor durabilidad y más robustos.

Las impresiones se realizaron con apoyo de la empresa Inkbit, una desarrollada en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) de los Estados Unidos y quienes han desarrollado esta nueva tecnología de impresión.

“Con los poliacrilatos de curado rápido que utilizamos hasta ahora en la impresión 3D no habríamos podido hacer esta mano. Ahora utilizamos polímeros de tioleno de curado lento. Tienen muy buenas propiedades elásticas y vuelven a su estado original mucho más rápido después de doblarse que los poliacriatos”, detalló Thomas Buchner, estudiante de doctorado del grupo del profesor de robótica de la ETH Zúrich, Robert Katzschmann y primer autor del estudio.

Con la nueva tecnología se permite también la combinación de materiales blandos, elásticos y rígidos, por lo que otros investigadores tendrán la oportunidad de crear estructuras delicadas y piezas con cavidades como lo deseen al igual que esta mano.

Esta rigidez de los tiolenos puede ajustarse para cumplir con los requisitos de los robots blandos, los cuales tienen ventajas sobre prototipos hechos metal como el exponerse a una menor cantidad de lesiones cuando son trabajados por las personas y son más adecuados para manipular mercancías frágiles, expusieron los científicos.

¿Cómo se realizó cada una de las capas de la mano?

Una de las grandes ventajas que ofrece la impresión 3D es la oportunidad de reproducir objetos por capas, algo vital para que pudiera desarrollarse esta mano.

Para hacerlo, las boquillas de la impresora depositan un material determinado en forma viscosa en cada punto, para después una lámpara de luz ultravioleta UV cura cada una de las capas de inmediato.

Con los métodos anteriores de creación, un dispositivo raspaba las irregularidades de la superficie después de cada paso curado, algo que solo funcionaba en poliacrilatos de curado rápido, mientras que, con los tiolenos solo engomarían el raspador.

La nueva tecnología añade un escáner láser 3D a la impresora para que verifique cada una de las capas impresas y pueda corregir las irregularidades que pueda haber en la superficie. De esta forma, en lugar de suavizar las capas irregulares, la tecnología simplemente toma en cuenta las irregularidades al imprimir la siguiente capa.

La forma en que la impresora divide en capaz el contenido para su impresión. Foto: Buchner TJK et al., Nature 2023

Con los hallazgos encontrados y la puesta en funcionamiento de esta nueva calidad en impresión 3D, los científicos ahora buscan dar un siguiente paso al explorar nuevas posibilidades y diseñar estructuras más sofisticadas como encontrar aplicaciones adicionales.

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