Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) creó los bifur-circuits, módulos inteligentes impresos en 3D que se conectan entre sí y cambian entre muchas formas sin cortar las conexiones eléctricas que mantienen funcionando sus funciones mecánicas, informó New Atlas. La comparación que hace el medio es con Lego y Transformers. Los bloques de Lego dejaban armar la forma de un edificio o un robot, y los Transformers pasaban de vehículo a robot, pero ninguno hacía lo que hace un aparato real.
Cambiar de forma es un principio de diseño muy útil. Sirve para lograr distintas geometrías prácticas según la situación, para agarrar con firmeza sin aplastar lo que se sostiene, para usarse en zonas de desastre y hasta como vivienda fuera de la Tierra.
Como el conjunto entero se puede transformar, los bifur-circuits permiten pasar rápido de un prototipo al siguiente. Entre los prototipos hay sillas que se convierten en mesas y que además se pliegan para guardarlas, mientras detectan su configuración y la informan al usuario en una pantalla.
¿Para qué sirve un mueble que cambia de forma?
Según el equipo, no es un juguete inteligente. Podría usarse en asistencia médica y rehabilitación, por ejemplo cuando un paciente necesita ayuda para cambiar de postura después de una cirugía o de un accidente. Ese mismo mobiliario podría reconfigurarse en parte como pinzas robóticas blandas.
Los bifur-circuits también podrían servir como refugios adaptables en zonas de desastre. El equipo del MIT ya construyó un control de videojuegos que cambia de forma y, según cómo lo moldee el usuario, abre uno u otro juego.
Metamateriales auxéticos con circuito propio
En su trabajo sobre ingeniería de interacción humano computador, la autora principal Marwa AlAlawi y sus colegas del MIT, la Universidad de Michigan y la Universidad de Tokio muestran que, incluso después de varias reconfiguraciones, los módulos no necesitan cables externos para seguir conectados. Son metamateriales mecánicos programables, unidades base simples que admiten combinaciones casi infinitas. Se llaman auxéticos porque al estirarlos no se adelgazan, se ensanchan.
"Los metamateriales mecánicos pueden hacer que ensamblajes mecánicos complejos sean fáciles de fabricar solo usando unidades que se repiten", dijo AlAlawi, estudiante de posgrado en ingeniería mecánica del MIT. "Nuestro trabajo es una forma de aprovechar su geometría para incorporar inteligencia intrínseca en el hardware, lo que podría abrir muchas posibilidades".
Antes, AlAlawi y sus colegas habían construido antenas transformables con metamateriales auxéticos. Las tres formas posibles del diseño desplazaban la antena por el rango de frecuencias sin piezas móviles complicadas. Tres formas resultaron demasiado limitantes, así que el equipo desarrolló los bifur-circuits para abrir un rango mucho mayor de conexiones, rotaciones, torsiones y compresiones. Cada cambio forma un circuito único y eso permite que cada módulo se comunique con sus vecinos para saber la forma del conjunto.
Como los bifur-circuits son módulos unidos y no una estructura rígida continua, cada unidad mantiene su conexión eléctrica. Al girar o pivotar cada unidad, el conjunto evita quiebres bruscos al doblarse. Según AlAlawi, esta "bifurcación nos permite ampliar mucho este espacio de reconfiguración. Solo con agregar una unidad extra obtenemos muchísimas más combinaciones de la misma estructura".
¿Qué material conduce y se dobla a la vez?
El material que resiste doblarse muchas veces y a la vez conduce bien la electricidad se llama Filaflex 92A. "El material conductor fue una restricción que tuvimos que rodear en el proceso de diseño, y dictó cómo iba a ocurrir la detección entre bloques", dijo AlAlawi. En las pruebas, el diseño del MIT soportó 10.000 compresiones sin perder la conexión eléctrica. Con el software de construcción y simulación del equipo, que funciona con impresoras 3D multimaterial, se pueden generar bifur-circuits nuevos en una sola impresión.
"Los bifur-circuits son un paso hacia bloques mecánicos con inteligencia integrada", dijo AlAlawi. "Sería interesante construir sobre este trabajo y llegar a bloques que permitan crear una estructura con cualquier forma que queramos, que sea estructuralmente estable y que se pueda accionar". Esas estructuras tendrían más interactividad y un rango mayor de configuraciones de metamaterial.
Entre los coautores principales están Ticha Sethapakdi, estudiante de posgrado de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación (EECS) del MIT, y Stefanie Mueller, profesora asociada de EECS e ingeniería mecánica y directora del Grupo de Interacción Humano Computador del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL). La fuente original es el MIT.
