06.12.2019 - Cell Press

Como el perro de Pavlov, este termoplástico está aprendiendo un nuevo truco: Caminar

Los investigadores en Finlandia están "entrenando" piezas de plástico para caminar bajo el dominio de la luz. El método desarrollado, publicado el 4 de diciembre en la revista Matter, es la primera vez que un actuador sintético "aprende" a hacer nuevos "trucos" basados en sus experiencias pasadas, sin necesidad de programación informática.

Estos plásticos, fabricados a partir de redes de polímeros de cristal líquido termo sensibles y una capa de tinte, son actuadores suaves que pueden convertir la energía en movimiento mecánico. Inicialmente, el actuador sólo responde al calor, pero al asociar la luz con el calor, aprende a responder a la luz. En respuesta, el actuador se dobla de la misma manera que un humano dobla su dedo índice. Al irradiar el actuador periódicamente, "camina" como un gusano de pulgada con una velocidad de 1 mm/s, aproximadamente el mismo ritmo que un caracol.

"Nuestra investigación plantea esencialmente la cuestión de si un material inanimado puede aprender de alguna manera en un sentido muy simplista", dice el autor principal Arri Priimägi, de la Universidad de Tampere. "Mi colega, el profesor Olli Ikkala de la Universidad de Aalto, planteó la pregunta: ¿Pueden los materiales aprender, y qué significa si los materiales aprenderían? Luego unimos fuerzas en esta investigación para hacer robots que de alguna manera aprenderían nuevos trucos". El equipo de investigación también incluye a los investigadores postdoctorales Hao Zeng, de la Universidad de Tampere, y Hang Zhang, de la Universidad de Aalto.

El proceso de acondicionamiento, que asocia la luz con el calor, permite que el tinte de la superficie se difunda por todo el actuador, volviéndolo de color azul. El fenómeno aumenta la absorción total de la luz, lo que aumenta el efecto fototérmico y eleva la temperatura del actuador. Luego "aprende" a doblarse con la irradiación.

"Este estudio que hicimos fue inspirado por el experimento canino de Pavlov", dice Priimägi. En el experimento, un perro saliva en respuesta a ver la comida. Pavlov tocó la campana antes de darle de comer al perro. Después de algunas repeticiones, el perro asoció la comida con la campana y comenzó a salivar al oírla. "Si piensas en nuestro sistema, el calor corresponde a la comida, y la luz correspondería a la campana del experimento de Pavlov."

"Muchos dirán que estamos llevando esta analogía demasiado lejos", dice Priimägi. "En cierto sentido, esas personas tienen razón porque en comparación con los sistemas biológicos, el material que estudiamos es muy simple y limitado. Pero bajo circunstancias correctas, la analogía es válida". El siguiente paso para el equipo es aumentar el nivel de complejidad y control de los sistemas, con el fin de encontrar los límites de las analogías que se pueden establecer con los sistemas biológicos. "Nuestro objetivo es hacer preguntas que nos permitan ver materiales inanimados desde una nueva perspectiva."

Pero además de caminar, los sistemas también pueden "reconocer" y responder a diferentes longitudes de onda de luz que corresponden a la capa de su tinte. Esta característica hace que el material sea un micro robot blando sintonizable y controlable a distancia, un material ideal para aplicaciones biomédicas.

"Creo que hay muchos aspectos interesantes. Estas redes de cristal líquido controladas a distancia se comportan como pequeños músculos artificiales", dice Priimägi. "Espero y creo que hay muchas maneras de que puedan beneficiar al campo biomédico, entre otros campos como la fotónica, en el futuro."

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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