Un robot es impreso en 3D al revés en una sola pieza y luego sale caminando de la impresora.

Los robots de cuerpo blando ofrecen un enorme potencial, pero a menudo están limitados a una producción experimental a pequeña escala. Un grupo de investigadores de Escocia busca cambiar eso presentando un robot blando impreso en 3D que se fabrica en un solo proceso continuo —y que, sorprendentemente, camina fuera de la cama de impresión una vez finalizado.

No es la primera vez que se imprime un robot blando de una sola pieza.

El hexápodo de UC San Diego
A principios de este año, investigadores de la Universidad de California en San Diego presentaron un robot hexápodo impreso en 3D, producido en una impresión continua de 58 horas. Ese robot no dependía de motores, sino que utilizaba aire comprimido para activar sus extremidades en secuencia.

Los investigadores de la Universidad de Edimburgo también impulsan su nuevo diseño cuadrúpedo de forma neumática, y lo imprimen en solo nueve horas. Cabe destacar que, mientras el equipo de UC San Diego utilizó una impresora de $1,000, los investigadores escoceses crearon su versión utilizando la Flex Printer, un sistema de código abierto de aproximadamente $500 construido con componentes fácilmente disponibles.

Los investigadores fabrican ambos robots con poliuretano termoplástico (TPU), un material blando y flexible. Calientan, funden y extruyen el filamento de TPU en capas para dar forma al cuerpo del robot.

Sin embargo, imprimir con TPU presenta desafíos. Debido a su suavidad, a menudo se dobla de forma impredecible durante la extrusión —descrito por el equipo como “empujar una cuerda”. Además, la gravedad hace que el TPU recién extruido se hunda antes de solidificarse, lo que dificulta formar estructuras horizontales correctamente, ya que las capas pueden no fusionarse bien.

Solución al problema del pandeo

Para contrarrestar el pandeo, los investigadores cambiaron a un filamento de TPU más grueso de 2,85 mm en lugar del más común de 1,75 mm, lo que hace que el material sea mucho menos propenso a doblarse durante la impresión.

Abordaron el problema del hundimiento invirtiendo el proceso de impresión. En lugar de extruir el material hacia abajo sobre una superficie, la Flex Printer lo extruye hacia arriba. Las capas se adhieren al lecho de impresión superior y se construyen hacia abajo, lo que permite que la gravedad favorezca la unión entre las capas.

Después de imprimir el robot, los investigadores giran la cama para colocar el robot en posición vertical.

Sistema de movimiento impulsado por aire

Los investigadores conectan el robot a un oscilador neumático en anillo, que envía pulsos rítmicos de aire a 2,25 bares (32,6 psi) a través de canales internos de aire para activar su movimiento. Este flujo de aire impulsa dos actuadores en cada pierna para el movimiento lateral y otro actuador en cada pie para levantar la pierna del suelo.

Aunque el modelo actual es una prueba de concepto, el equipo cree que esta plataforma de código abierto podría acelerar el desarrollo de robots blandos para tareas del mundo real, como exploración, procedimientos médicos y misiones de búsqueda y rescate.

“Con nuestra nueva plataforma, las personas ahora pueden imprimir fácilmente diseños que antes se consideraban inalcanzables”, dice el investigador principal Maks Gepner, de la Universidad de Edimburgo, quien codirigió el proyecto junto con el profesor Adam A. Stokes. “Hemos eliminado barreras de diseño y fabricación que existían desde hace mucho tiempo, y creemos que la robótica blanda está ahora lista para tener un impacto significativo en el mundo real.”

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