Esta mano robot en 3D tiene huesos, tendones y ligamentos

Investigadores imprimen una mano robótica con huesos, tendones y ligamentos. (ETH Zurich/Thomas Buchner)

Un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETHZ) en Suiza, en conjunto con una startup estadounidense llamada Inkbit, se unieron para crear un modelo anatómicamente correcto de una mano (que incluye huesos, músculos y ligamentos) usando únicamente tecnología de impresión en 3D.

Como parte del proyecto, el equipo de investigación también utilizó diferentes tipos de polímeros para impresoras 3D, de modo que todos los componentes del dispositivo, además de cumplir una función anatómica, permiten la instalación de sensores y motores que permiten un movimiento natural muy similar al de una mano humana real.

Según la página web de la revista Nature, donde se publicó esta investigación, el equipo indicó que “los organismos en la naturaleza nos inspiraron a introducir materiales blandos (en la impresión 3D)”. Si bien la mano que crearon incluye este tipo de componentes, lo cierto es que la naturaleza del proyecto genera la necesidad de que esta funcione utilizando más de un tipo de material para que pueda replicar un órgano real.

“Los investigadores ahora pueden imprimir en 3D robots complejos y más duraderos a partir de una variedad de materiales de alta calidad de una sola vez. Esta nueva tecnología también facilita la combinación de materiales blandos, elásticos y rígidos”, aseguró la ETHZ en su página web.

En ese sentido, el equipo de desarrollo de esta tecnología logró imprimir un prototipo a escala real de lo que podría llegar a ser una prótesis funcional que, además de ser ligera y no significar un cambio brusco en el peso que los pacientes deben llevar en una extremidad, puede ser generada en unos minutos con una impresora que tenga los materiales correctos.

Por otro lado, el profesor de robótica de la ETHZ, Robert Katzschmann indicó en el documento oficial del estudio que antes ya se habían creado pequeños robots que funcionaron en base a materiales suaves y que estos tienen beneficios importantes. “Debido a que son suaves hay menor riesgo de generar lesiones cuando se trabaja con humanos, además que son más adecuados para manipular objetos frágiles”.

Ya que la mano robótica fue impresa en 3D, los esta tuvo que ser analizada previamente pues está compuesta por diversas capas de material que se imprimieron al mismo tiempo para crear componentes que si bien permanecen separados, también funcionan como una unidad y a las que se añadieron sensores táctiles para que puedan realizar movimientos dependiendo del tipo de objeto que tengan cerca.

Para lograr esto, el profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Wojciech Matusik, indicó que se creó un mecanismo que escaneaba cada capa ya impresa para determinar si tenía imperfecciones o había que corregir una falta de inyección de material. “De esta forma en lugar de trabajar sobre capas desniveladas, el sistema toma en cuenta el desperfecto de la capa anterior al trabajar en las nuevas”, escribió en la página web de la institución suiza.

La mano robot de la investigación fue el resultado de un sistema en el que se determinó que cada una de las puntas de los dedos debería tener un sensor en el que se pueda medir la presión, de modo que se detecte cuánta fuerza se está aplicando en el objeto para evitar romperlo.

Investigadores imprimen una mano robótica con huesos, tendones y ligamentos. (ETH Zurich/Thomas Buchner)

Además, cada uno de los sensores está conectado a una computadora que actúa como control general del sistema, que está programado para generar un movimiento de apertura y cierre del puño hasta que los sensores externos detecten que entraron en contacto con un objeto y detienen su movimiento.

De igual forma, en la palma de la mano también se encontraba un sensor más grande que detonaba el inicio del movimiento de los dedos.

“La mano fue evaluada probando su cumplimiento, destreza y capacidad para agarrar objetos (…) Luego, los dedos se cerraron hasta que sus yemas sintieron contacto con el objeto a agarrar”, indica el documento final.