Todos los seres vivos están construidos con 20 aminoácidos en multitud de combinaciones, así que ¿por qué no máquinas y robots? Esta es la inspiración para un nuevo método de fabricación del MIT que emplea un puñado de piezas multiusos para crear todo tipo de máquinas diminutas. Máquinas que, con el tiempo, pueden incluso ser capaces de construirse a sí mismas.

Una vez más, la tecnología se inspira en la naturaleza. Las reflexiones del profesor del MIT Neil Gershenfeld sobre los aminoácidos le llevaron a idear el concepto de «materiales digitales», un conjunto discreto y limitado de piezas que pueden ensamblarse como una especie de pequeño conjunto Erector, en una variedad potencialmente ilimitada de pequeñas máquinas y robots.

El trabajo de Gershenfeld sobre el método (co-escrito por el estudiante graduado del MIT, Will Langford) fue presentado en la Conferencia Internacional sobre Manipulación, Automatización y Robótica a Pequeña Escala (MARSS) en Helsinki, Finlandia esta semana. En la conferencia, el equipo demostró el montaje y la utilización de un pequeño motor andante, capaz de girar los engranajes de una máquina, utilizando sólo cinco diseños de piezas diferentes.

A single-layer walking motor, is made using the assembler with only five part designs

Estos diseños de cinco partes (que incluyen componentes rígidos y flexibles, una bobina y magnetismo) están a escala milimétrica y se conectan entre sí mediante un conector estándar en varias configuraciones. Las piezas se pueden ensamblar en un robot para una tarea específica – que se puede ampliar con más componentes del conjunto – o se pueden desmontar y reutilizar fácilmente para crear una nueva máquina para una tarea diferente. A mayor escala, este enfoque eficiente podría anular el costoso proceso de diseño y construcción de nuevos robots desde cero con piezas a medida para cada aplicación.

El desafío no era sólo averiguar cómo podrían ser y funcionar estos componentes multipropósito. El verdadero desafío – y uno que el equipo siente que se ha cumplido – es cómo se fabricarían y ensamblarían en primer lugar, con Gershenfeld afirmando que el objetivo final es hacer un ensamblador que pueda ensamblar una copia de sí mismo a partir de las piezas que está ensamblando.

Con este fin, Langford construyó un dispositivo de fabricación que es similar a la mezcla de una impresora 3D y el tipo de máquina de selección y colocación que normalmente se veía en la creación de placas de circuitos electrónicos. El dispositivo se alimenta de un diseño digital y se pone a trabajar creando máquinas y robots a partir de los componentes. Esta automatización se basa en gran medida en la simplicidad y regularidad del diseño de cada uno de los componentes discretos dentro del conjunto – un factor clave en la interoperabilidad, fiabilidad y escalabilidad de los diseños.

Hablando de escala, las posibles aplicaciones de este sistema de montaje tipo lego no se limitan a pequeños robots, ya que cada componente puede reducirse o aumentarse para adaptarse al propósito final. Para demostrarlo, el equipo ha fabricado nanorobots a partir de piezas del tamaño de un nanómetro y megarobots a partir de piezas del tamaño de un metro.

El trabajo continúa y a medida que se diseñan más piezas únicas -quizás hasta las mágicas 20 como lo es con la inspiración de los aminoácidos de Gershenfeld- las posibilidades de esta metodología sin duda se expandirán exponencialmente.

La investigación se presentó esta semana en el MARSS 2019 Helsinki. A continuación se puede ver un vídeo de varias micromáquinas ensambladas utilizando los cinco diseños de piezas discretas.