El desarrollo de polímeros capaces de responder a estímulos está generando una gran cantidad de oportunidades relacionadas con los materiales para el desarrollo de la próxima generación de robots a pequeña escala controlados inalámbricamente. Desde hace tiempo, los ingenieros saben cómo utilizar estos materiales para fabricar pequeños robots capaces de caminar, nadar y saltar, pero, hasta ahora, nadie había sido capaz de hacerlos volar. 

Investigadores del grupo de “Robots Ligeros” de la Universidad de Tampere están en la búsqueda de materiales inteligentes que puedan volar. El equipo liderado por el investigador Hao Zeng junto con el investigador de doctorado Jianfeng Yang, han ideado un nuevo diseño para su proyecto FAIRY ( (Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly), desarrollando un robot de polímeros capaz de volar con el viento mientras es controlado por la luz. 

Esta ‘hada artificial’ desarrollada por Zeng y Yang tiene varias características biomiméticas. Gracias a su estructura de gran porosidad (0,95) y poco peso (1,2 mg), puede flotar fácilmente en el aire dirigida por el viento. Además, la generación de un anillo de vórtice separado y estable le permite desplazarse a larga distancia con la ayuda del viento.

Además, el robot puede alimentarse y controlarse mediante una fuente de luz, como un rayo láser o un LED. Esto significa que la luz puede utilizarse para cambiar la forma de la diminuta estructura parecida a la semilla de diente de león. El ‘hada’ puede adaptarse manualmente a la dirección y fuerza del viento cambiando su forma. También se puede utilizar un haz de luz para controlar las acciones de despegue y aterrizaje del conjunto polimérico.

Los investigadores ya están trabajando en futuros desarrollos que permitan mejorar la sensibilidad del material para permitir el funcionamiento del dispositivo con la luz del sol. Además, ampliarán la para que pueda transportar dispositivos microelectrónicos como GPS y sensores, así como compuestos bioquímicos.

Según Zeng, hay un enorme potencial para el uso de estos robots: “Suena a ciencia ficción, pero los experimentos de prueba de concepto incluidos en nuestra investigación demuestran que el robot que hemos desarrollado supone un paso importante hacia aplicaciones realistas adecuadas para la polinización artificial”. 

En el futuro, millones de semillas artificiales de diente de león portadoras de polen podrían ser dispersadas libremente por los vientos naturales y luego dirigidas por la luz hacia zonas específicas con árboles en espera de polinización.

“Esto tendría un enorme impacto en la agricultura mundial, ya que la pérdida de polinizadores debida al calentamiento global se ha convertido en una grave amenaza para la biodiversidad y la producción de alimentos”, afirma Zeng.

Sin embargo, antes hay que resolver muchos problemas. Por ejemplo, ¿cómo controlar el punto de aterrizaje de forma precisa y cómo reutilizar los dispositivos y hacerlos biodegradables? Estas cuestiones requieren una estrecha colaboración con científicos especializados en materiales y personas que trabajen en microrobótica.

El proyecto FAIRY comenzó en septiembre de 2021 y durará hasta agosto de 2026. Está financiado por la Academia de Finlandia. El robot volador se investiga en colaboración con el Dr. Wenqi Hu, del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (Alemania), y el Dr. Hang Zhang, de la Universidad Aalto.

Puede acceder al paper de la investigación a través del siguiente enlace:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202206752

Créditos de imágenes: Jianfeng Yang / Tampere University