Ciencia

Con origami imitan el ala de las tijeretas para construir herramientas

Aprovechando el sistema de pliegues arte japonés, investigadores trabajan en desarrollos futuristas.

Con origami imitan el ala de las tijeretas para construir nuevas herramientas

A la izquierda, la tijereta con sus alas desplegadas; a la derecha,el modelo impreso en 3D.

Foto:

Universidad de Purdue y Eth Zurich

29 de mayo 2018 , 11:29 p.m.

El legendario arte japonés del origami les enseña a los humanos a imitar, con figuras de papel, objetos y seres de la naturaleza; desde las clásicas grullas, pasando por perritos, hasta ranas saltarinas. La mayoría son réplicas orientadas a entretener y a estimular la creatividad de grandes y chicos.

Ahora, un grupo de investigadores dio un paso más allá con el origami para generar, a partir de sus fundamentos, innovadores desarrollos tecnológicos. Y lo lograron con el estudio de un insecto difícil de imaginar en una copia hecha de pliegues de papel: las tijeretas.

Los científicos de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, y del ETH Zurich, en Suiza, examinaron las extraordinarias características de las alas de las tijeretas que les permiten plegarse para adoptar una forma casi plana con la que el animal es capaz de meterse en angostos túneles y desplegarse para que la tijereta emprenda vuelo. Entre un estado y otro, el ala del insecto cambia su “área unas 18 veces”, el equivalente de pasar de una pantalla de celular a un televisor.

Fue así como adoptaron el mecanismo esencial del ala de la tijereta para crear, con impresoras 3D, estructuras basadas en el pliegue del origami, que tendrían interesantes aplicaciones en la industria, desde la elaboración de nuevos y mejores paneles solares, pasando por instrumentos robóticos, hasta la implementación de dispositivos para la investigación aeroespacial.

Andrés Arrieta, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica en Purdue, ingeniero colombiano egresado de la U. de los Andes y doctorado de la Universidad de Bristol (Inglaterra) y quien ideó y participó del estudio publicado en la revista científica Science titulado Bioinspired Spring Origami, explica que si esto ocurriera en una máquina creada por el humano, necesitaría de un actuador, un mecanismo como un motor que posibilite el cambio entre las distintas formas del ala.

“En su lugar, y para lograr esta transformación, el ala de la tijereta cuenta con un patrón de pliegues parecido al que del origami, y aunque la teoría de este arte milenario no termina de explicar esa característica, encontramos que el secreto se esconde en el hecho de que los pliegues del ala están pretensionados, encontrándose siempre un poco extendidos”, asegura Arrieta.

De acuerdo con el investigador, de 34 años, el ala no solo llama la atención por su capacidad de transformarse, sino por hacerlo de manera rápida y con la posibilidad de permanecer en cada estado sin gastar mucha energía, gracias a sus características biestables.

El investigador asegura que si bien la biestabilidad –como la han denominado– es una cualidad que exponen algunos tipos de plantas, como la carnívora llamada trampa de moscas de Venus y las dormilonas (que cambian su configuración al contacto con otros objetos), en animales sin músculos, como los insectos, es extremadamente inusual.

“En lugar de músculos –dice Arrieta–, las tijeretas cuentan con una pequeña estructura en forma de apéndice al final del ala que, con un leve movimiento, impulsa todo el cambio de forma. Esto es relevante porque es un principio de diseño que permite que los actuadores no estén montados sobre las extremidades de robots, simplificando la construcción de nuevos dispositivos, pues los actuadores son pesados y requieren un mayor gasto de energía para funcionar. Algo parecido como si los humanos pudiéramos mover los brazos sin músculos como los bíceps y tríceps, y solo usáramos los hombros, sin perder nuestra agilidad y destreza”, indica Arrieta.

En opinión del colombiano, este trabajo servirá, entre otras, para construir robots que sean capaces de manipular objetos con la misma sensibilidad con la que lo haría un humano.

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