Por primera vez, unos investigadores han logrado imprimir una mano robótica con huesos, ligamentos y tendones hechos de diferentes polímeros mediante una nueva técnica de escaneo láser, según publican en la revista ´Nature´.

La nueva tecnología permite imprimir en 3D plásticos especiales con cualidades elásticas de una sola vez, lo que abre posibilidades completamente nuevas para la producción de estructuras robóticas blandas.

El uso de estos polímeros es posible gracias a una nueva tecnología desarrollada por investigadores de la ETH de Zúrich (Suiza) y una start-up estadounidense. Gracias a ella, los investigadores pueden ahora imprimir en 3D robots complejos y más duraderos a partir de diversos materiales de alta calidad de una sola vez. Esta nueva tecnología también facilita la combinación de materiales blandos, elásticos y rígidos. Los investigadores también pueden utilizarla para crear estructuras delicadas y piezas con cavidades a voluntad.

Usando la nueva tecnología, los investigadores de la ETH de Zúrich han conseguido imprimir por primera vez una mano robótica con huesos, ligamentos y tendones hechos de diferentes polímeros de una sola vez. "No habríamos podido hacer esta mano con los poliacrilatos de curado rápido que hemos estado utilizando en impresión 3D hasta ahora", explica Thomas Buchner, estudiante de doctorado del grupo del profesor de robótica de la ETH Zúrich Robert Katzschmann y primer autor del estudio.

"Ahora utilizamos polímeros de tioleno de curado lento --prosigue--. Estos tienen muy buenas propiedades elásticas y vuelven a su estado original mucho más rápido después de doblarse que los poliacrilatos. Esto hace que los polímeros de tioleno sean ideales para fabricar los ligamentos elásticos de la mano robótica".

Además, la rigidez de los tiolenos puede ajustarse muy bien para satisfacer los requisitos de los robots blandos. "Los robots hechos de materiales blandos, como la mano que hemos desarrollado, tienen ventajas sobre los robots convencionales hechos de metal. Como son blandos, hay menos riesgo de lesiones cuando trabajan con humanos, y son más adecuados para manipular mercancías frágiles", explica Katzschmann.

Las impresoras 3D suelen producir objetos capa por capa: unas boquillas depositan un material determinado en forma viscosa en cada punto; a continuación, una lámpara UV cura cada capa inmediatamente. Los métodos anteriores implicaban un dispositivo que raspaba las irregularidades de la superficie después de cada paso de curado. Esto sólo funciona con poliacrilatos de curado rápido. Los polímeros de curado lento, como los tiolenos y los epoxis, atascarían el rascador.

Para adaptarse al uso de polímeros de curado lento, los investigadores desarrollaron aún más la impresión 3D añadiendo un escáner láser 3D que comprueba inmediatamente cada capa impresa para detectar cualquier irregularidad en la superficie.

"Un mecanismo de retroalimentación compensa estas irregularidades al imprimir la siguiente capa calculando los ajustes necesarios en la cantidad de material que se va a imprimir en tiempo real y con una precisión milimétrica", explica Wojciech Matusik, profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, y coautor del estudio. Esto significa que, en lugar de alisar las capas irregulares, la nueva tecnología simplemente tiene en cuenta el desnivel al imprimir la siguiente capa.

Inkbit, una empresa derivada del MIT, fue la encargada de desarrollar la nueva tecnología de impresión. Los investigadores de la ETH de Zúrich desarrollaron varias aplicaciones robóticas y ayudaron a optimizar la tecnología de impresión para su uso con polímeros de curado lento.

En la ETH de Zúrich, el grupo de Katzschmann utilizará la tecnología para explorar nuevas posibilidades y diseñar estructuras aún más sofisticadas y desarrollar aplicaciones adicionales. Por su parte, Inkbit tiene previsto utilizar la nueva tecnología para ofrecer un servicio de impresión 3D a sus clientes y vender las nuevas impresoras.