Los ojos biológicos superan con creces la eficiencia de las cámaras analógicas. Si alguna vez has manejado una cámara réflex de lente único (SLR), especialmente con un lente de zoom acoplado, sabes lo pesadas que son y lo complicado y tardado que puede ser ajustar su enfoque.
Aunque las SLR digitales son más rápidas, aún no pueden cambiar el foco tan sutilmente y de forma automática como lo hacen nuestros ojos miles de veces por hora. Los lentes de las cámaras son sólidos y voluminosos, y a diferencia de nuestros ojos, deben moverse hacia adelante y atrás para enfocar.
La inspiración biológica revoluciona la visión robótica
Corey Zheng y Shu Jia del Instituto Tecnológico de Georgia han creado una solución revolucionaria: una lente blanda de hidrogel fotosensible, conocida como PHySL (Photo-responsive Hydrogel Soft Lens), que describen en su estudio publicado en Science Robotics.
Inspirado en los músculos ciliares del ojo humano, el PHySL abandona los lentes voluminosos y frágiles junto con los engranajes, optando por polímeros suaves de hidrogel (basados en agua) que pueden realizar el trabajo de los músculos biológicos. Se adapta a la longitud focal requerida de la misma manera que nuestros ojos: no telescopiando hacia adentro y afuera, sino comprimiéndose y estirándose.
Un sistema que se ajusta con luz, sin electrónicos
Lo más notable es que el PHySL no necesita señales electrónicas para el ajuste, sino que responde directamente a la luz, permitiendo un control fino a través de la iluminación de diferentes secciones. Como escriben Zheng y Jia, al «aprovechar un actuador de hidrogel dinámico que aprovecha autónomamente la energía óptica», el PHySL permite «un ajuste focal sustancial a través del control completamente óptico».
Al despedirse de los materiales rígidos tradicionales, el nuevo sistema proporciona flexibilidad, durabilidad y mayor seguridad, especialmente cuando toca a un ser vivo.
Robots blandos: la nueva generación de máquinas autónomas
Existe una nueva generación de máquinas autónomas llamadas robots blandos, y junto con una gama de herramientas biomédicas, algunos necesitan funcionar en la naturaleza o dentro de criaturas vivas de maneras que no causen daño.
Debido a su diseño biomimético, los PHySL son:
- Blandos
- De bajo consumo energético
- Autónomos
Esto los hace ideales para endoscopios quirúrgicos y sistemas de agarre para mover objetos delicados. Debido a su flexibilidad, los robots blandos pueden navegar en entornos que de otro modo bloquearían, dañarían o destruirían a los robots rígidos.
Aplicaciones en tecnología médica y wearables
Estas características de diseño con materiales suaves como la carne también son ideales para tecnología wearable como sensores similares a la piel e implantes internos recubiertos de hidrogel, porque pueden moverse y estirarse sin romperse ni cortar su entorno.
Mientras que los sistemas de agarre y propulsores (actuadores) han incluido durante mucho tiempo materiales inteligentes blandos, los diseñadores no han tenido tanto éxito integrándolos con sistemas ópticos, porque las lentes blandas tradicionales a menudo requerían bolsas llenas de líquido o actuadores que no podían funcionar sin electrónicos.
Planes futuros: cámaras sin electrónicos
Zheng y Jia planean continuar mejorando el PHySL empleando los últimos avances en hidrogeles que responden a la luz más rápidamente y con contracciones más poderosas. Están explorando cómo aplicar estos desarrollos en cámaras.
Incluso han creado un prototipo de cámara libre de electrónicos que integra el PHySL con un chip microfluídico activado por luz diseñado a medida, que planean usar en robots blandos para visión libre de electrónicos.
Si su sistema funciona, los descendientes blandos de WALL-E y R2D2 podrán disfrutar de aventuras submarinas, o en sus versiones miniaturizadas al estilo Viaje Fantástico, aventuras dentro del propio cuerpo humano.
La investigación representa un avance significativo en la robótica blanda y la biomimética, prometiendo aplicaciones revolucionarias en cirugía, exploración y tecnología médica del futuro.
, especialmente con un lente de zoom acoplado, sabes lo pesadas que son y lo complicado y tardado que puede ser ajustar su enfoque.){kind=link}