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¿Un hormiguero robótico? Pues sí


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Cualquiera que eche un vistazo dentro del laboratorio de Annjoe Wong-Foy en SRI International podría pensar que sus equipos están infestados de hormigas, formas oscuras de un centímetro de largo que van de un lado para otro sobre pasos elevados sorteando obstáculos y portando palitos.

Si observamos más detenidamente, queda claro que estas inquietas criaturas están hechas por humanos. Wong-Foy, que es ingeniero sénior de investigación en SRI, ha construido un ejército de trabajadores conducidos por magnetismo para poner a prueba la idea de que los «microbots» pueden ser una forma mejor de montar componentes eléctricos y construir otro tipo de estructuras pequeñas.

Los trabajadores robóticos de Wong-Foy ya han demostrado ser capaces de construir torres de 30 centímetros de altura partiendo de varillas de carbono, y plataformas capaces de aguantar un kilo de peso. Los robots pueden trabajar con cristal, metal, madera y componentes electrónicos. En una de sus demostraciones crearon una estructura con carbono, alambres y LED de distintos colores para que ejerciera de árbol de Navidad del laboratorio.

«Podemos crear muchos más robots a un coste bajo», afirma Wong-Foy, quien cree que su sistema podría desarrollarse para crear un nuevo método de fabricación. Y explica que muchos componentes electrónicos tienen el tamaño justo para que los manipulen sus microrrobots, y el trabajo conjunto de equipos de estos diminutos robots podrían ser una buena forma de colocarlos sobre circuitos impresos.

SRI quiere crear una versión del sistema de microbots que se pudiera vender a otros laboratorios de investigación y empresas para experimentar. «Hemos probado la plataforma básica y ahora estamos viendo cómo podemos exportarla fuera del laboratorio como plataforma de investigación, explica Rich Mahoney, director de robótica en SRI. «Se debería poder comprar el paquete directamente».

Los microtrabajadores de SRI son sencillos: pequeñas plataformas magnéticas con simples brazos de alambre encima. Sólo se mueven cuando están colocadas sobre una superficie con un patrón específico de circuitos eléctricos. Enviar corriente a través de las bobinas situadas debajo ejerce una fuerza sobre los imanes y conduce a los robots. Wong-Foy ha escrito software para hacerlo y lo ha usado para coreografiar el movimiento de más de mil diminutos robots siguiendo un complejo patrón de circulación. Según Wong-Foy, esto demuestra que deberían poder trabajar en grandes equipos.

Los brazos de alambre del robot no son capaces de moverse de forma independiente. Pero crear equipos de robots con distintos tipos de brazos permite realizar trabajos complejos.

Para construir una estructura parecida a un andamio, hacen falta tres tipos de trabajadores. Uno opera una especie de dispensador de palillos, empujando una palanca para liberar una vara de carbono del tamaño de un palillo. Otro robot hunde los brazos en un depósito de agua para coger gotitas en los extremos y usa la tensión superficial de las gotas para recoger la vara. Un tercer robot pasa por una estación de pegamento, moja sus brazos y aplica el pegamento a la estructura en construcción. Por último, el robot que cogió la vara la coloca en su sitio y espera a que una luz ultravioleta se encienda para curar el pegamento. Entonces puede retirarse para coger otra vara.

El software que controla los robots también puede mover la plataforma sobre la que se asientan. La mueve cada vez que se completa una nueva capa para que el espacio de trabajo de los robots no cambie mientras crece la estructura que construyen.

Al igual que sucede con la tecnología de impresión 3D, los microbots ofrecen la posibilidad de una mayor eficiencia que la tecnología de producción en masa a la hora de construir objetos complejos en pequeñas cantidades, explica Mahoney. Esto se debe en parte a que se pueden reprogramar para hacer tareas completamente distintas y en parte a que son baratos de construir para empezar. «A veces lo llamamos manipulación a escala de megahercios», afirma. «Nos permite pensar en la manipulación a escalas a las que estamos acostumbrados en el procesado de información».

Una de las aplicaciones posibles sería hacer circuitos impresos en pequeñas tandas para fabricar prototipos de nuevos dispositivos electrónicos. Ahora mismo los aficionados a la electrónica y las pequeñas empresas de hardware construyen pocos prototipos de circuitos debido al tiempo que se tarda en montarlos a mano y el gasto y los retrasos que supone pagar por pequeñas tiradas en una planta especializada.

Wong-Foy también cree que su método podría resultar útil para montar dispositivos que combinan piezas electrónicas con piezas ópticas, por ejemplo interfaces con cables de fibra óptica. Como el silicio y los componentes ópticos no se pueden procesar en el mismo paso, esta industria suele usar el montaje manual para unirlas. «En el campo de la optoelectrónica, no se ha encontrado una buena forma de integrar los láseres de fosfito de indio con componentes hechos en silicio», explica Wong-Foy. «La escala de esas cosas es la de las varas de carbono que estamos usando aquí».

Fuente: Technology Review

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