Este novedoso desarrollo abre las puertas a nuevas aplicaciones robóticas donde se utilizan simultáneamente materiales blandos y rígidos trabajando conjuntamente como un sistema. Esta tecnología también podría usarse en prótesis.
Impulsando la revolución en prótesis robóticas
La tecnología de impresión en 3D continúa avanzando y expandiendo sus límites, y un emocionante ejemplo de esto es la creación de una mano robótica completa con huesos, ligamentos y tendones. Este proyecto, realizado por investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETHZ) en colaboración con la startup estadounidense Inkbit, ha logrado un modelo anatómicamente preciso de una mano utilizando exclusivamente tecnología de impresión en 3D.
Este avance, detallado en un estudio publicado en la revista Nature, presenta un diseño que no solo imita la estructura física de una mano humana, sino que también integra polímeros especializados que permiten la instalación de sensores y motores para lograr un movimiento natural.
Una impresión multimaterial innovadora
El método de impresión desarrollado por el equipo de investigación es revolucionario en sí mismo. Utilizando varios tipos de polímeros en una impresora 3D, lograron imprimir simultáneamente lo que serían el equivalente a huesos, músculos y ligamentos, creando así una mano robótica que no solo imita la función anatómica sino que también proporciona la capacidad de integrar componentes para un movimiento realista.
Este enfoque “multimaterial” es esencial para replicar la complejidad de un órgano real, permitiendo que la prótesis funcione de manera más efectiva.
Impresión 3D con materiales blandos inspirado en la naturaleza
El equipo de investigación se inspiró en la naturaleza para desarrollar esta tecnología, reconociendo que la introducción de materiales blandos en la impresión 3D podría abrir nuevas posibilidades no solo en el campo de la robótica sino también en otros.
Este enfoque ha llevado a la creación de robots más complejos y duraderos a partir de una variedad de materiales de alta calidad en un solo proceso de impresión. La capacidad de combinar materiales elásticos, blandos y rígidos en un solo dispositivo es un hito significativo en el campo de la impresión 3D y la robótica.
Desarrollo de una mano humana robótica realista
El proyecto no solo se queda en la conceptualización, ya que el equipo logró imprimir un prototipo a escala real de lo que podría ser una prótesis funcional. Esta prótesis, además de ser anatómicamente precisa y no impone un cambio abrupto en el peso que los pacientes deben soportar en una extremidad. La capacidad de generar prótesis de manera eficiente y personalizada en minutos es un avance crucial que podría transformar la vida de aquellos que lo necesitan.
Para garantizar la calidad en la impresión 3D, el equipo implementó un mecanismo de escaneo que evaluaba cada capa impresa para identificar imperfecciones o la falta de material. Este enfoque garantiza que cada capa sea precisa y evita desniveles en la impresión. El sistema ajusta la inyección de material en función de los defectos detectados en las capas anteriores, optimizando así la calidad y la cohesión.
Movimientos realistas gracias a sensores
La mano robótica impresa en 3D está equipada con un sistema de sensores en cada punta de los dedos, permitiendo la medición precisa de la presión aplicada a un objeto. Estos sensores están conectados a una computadora central que actúa como el control del sistema. Cuando los sensores detectan el contacto con un objeto, el sistema responde deteniendo el movimiento de apertura y cierre del puño.
Este enfoque táctil y sensitivo mejora la interacción de la prótesis con el entorno, minimizando el riesgo de lesiones y facilitando la manipulación de objetos frágiles.
Aunque este proyecto ha logrado un hito significativo, el camino hacia el desarrollo de prótesis totalmente funcionales y sensibles sigue siendo un área de investigación constante. La combinación de la impresión 3D con la integración de sensores táctiles es un paso esencial, pero el refinamiento continuo y la adaptación a las necesidades específicas de los usuarios son clave para el futuro.
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