La locomoción ondulada impulsada por la luz de un robot de gel de cristal líquido para navegación 3D programable

Área de la Ciencia:

• La robótica blanda es la robótica suave.
• La ingeniería biomimética es una ingeniería biomimética.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los robots blandos existentes carecen de curvatura continua, accionamiento rápido y autonomía acuosa para aplicaciones médicas.
• La natación ondulatoria de los organismos acuáticos ofrece un modelo para una locomoción eficiente y sin ataduras.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo robot blando capaz de una locomoción submarina autónoma y reconfigurable.
• Para crear un sistema de materiales que integra la curvatura continua, la activación rápida y la autonomía acuosa.
• Para demostrar la navegación programable y el transporte de carga para la medicina mínimamente invasiva.

Principales métodos:

• Fabricación de un robot inspirado en las sanguijuelas a partir de una sola hoja de gel de cristal líquido (LCG).
• Codificación de la cinemática de ondas viajeras a través del campo de dirección de giro-nemática del LCG.
• Escaneo láser remoto para la activación, generando ondas metacronales para la propulsión y iluminación localizada para la reorientación.

Principales resultados:

• El robot LCG logró la propulsión hacia adelante a 0,5 mm s-1 en medios salinos.
• Se demostraron trayectorias programables (arriba, arriba a la izquierda, arriba a la derecha) a través de la iluminación localizada de la cabeza.
• Las construcciones integradas de LCG mostraron modos de natación hacia adelante y giratorios, lo que permitió el transporte de carga.
• Se logró una navegación exitosa a través de un túnel 3D.

Conclusiones:

• Una novedosa plataforma de robots blandos LCG permite una locomoción submarina biomimética sin ataduras y sin electrónica a bordo.
• Los patrones a nivel molecular traducen los comandos ópticos en movimientos complejos y reconfigurables.
• Esta tecnología ofrece una plataforma versátil para microrrobots blandos inteligentes en entornos fluídicos, con potencial para aplicaciones médicas.