Nuevo prototipo permite ensamblar objetos sin contacto
MADRID, ESPAÑA. — Un nuevo prototipo de sistema utiliza novedosos algoritmos de optimización y levitadores que permiten manipular varas, esferas y microgotas para fabricar objetos complejos. Metro habló con Iñigo Ezcurdia, de 29 años, autor principal y estudiante de doctorado en la Universidad Pública de Navarra, y con Asier Marzo, de 36 años, director del trabajo de investigación, para saber más.
¿Cómo se les ocurrió la idea de crear LeviPrint?
Llevamos 7 años trabajando en la levitación acústica y siempre hemos querido utilizarla para construir cosas. Quizás porque algunas personas siempre mencionan que las pirámides se construyeron utilizando el sonido en cuanto ven la levitación acústica en acción. No creemos que las pirámides se construyeran con levitación acústica, pero sí que se pueden construir objetos milimétricos con ella.
Además, hace un par de años Boing publicó una patente sobre la construcción de objetos mediante levitación, pero era algo especulativo, ya que no había ningún soporte tecnológico para ello. Pensamos que teníamos los conocimientos necesarios para llevar a cabo esta idea.
¿Cómo funciona?
La levitación acústica utiliza el sonido para atrapar partículas en el aire, se emplea un sonido muy agudo (ultrasonido) para que no moleste a los humanos. Cuando se emite desde varios altavoces, el campo sonoro adquiere patrones ondulados de alto y bajo volumen sonoro y los objetos pequeños tienden a quedar atrapados en las regiones de bajo volumen. Diseñamos lo que debían emitir los altavoces para generar campos sonoros que atraparan un palo en posición y orientación, un campo con dos regiones de bajo volumen a ambos lados del palo era la opción óptima. Una vez atrapado el palo, se puede mover y girar moviendo el levitador con un brazo robótico, o cambiando las ondas emitidas. Para construir las estructuras paso a paso, entrelazamos los palos con gotas de pegamento que se endurecen con luz ultravioleta.
¿Qué comentarios ha recibido al respecto?
Durante la presentación científica de este trabajo a algunas personas les gustó mucho el cerdito cruzando el puente o cómo pusimos orejas encima de una naranja. Esperamos que esos trucos no eclipsen la novedad y el rigor científico que supuso la optimización de los campos acústicos para encontrar uno que maximizara las fuerzas y los torques sobre objetos alargados. Algunas empresas se habían puesto en contacto con nosotros para ver si esto era posible, ahora tienen la respuesta y esperamos que nuestros resultados les sean útiles.
¿Será posible manipular objetos más grandes con LeviPrint?
El tamaño máximo es una limitación de la levitación acústica y viene dictado por la frecuencia empleada, a 40000 Hz (frecuencia empleada) el tamaño máximo es de unos 4mm, sin embargo los palos pueden ser tan largos como sea necesario. Ir hacia objetos más grandes (frecuencia más baja) no parece posible ya que el sonido lleva menos energía y es audible. El mayor potencial de LeviPrint es ir hacia objetos más pequeños, construir objetos milimétricos en el aire o soluciones basadas en el agua para aplicaciones biomédicas.
¿Qué futuro le espera a esta tecnología?
La construcción de engranajes y lentes diminutos, como los de los relojes o el mecanismo de zoom de la cámara de un teléfono. En nuestra opinión, la mayoría de las aplicaciones geniales son en agua en lugar de aire para crear tejidos y otras bioestructuras. No tenemos los recursos ni la experiencia para hacer esta transición, pero esperamos que otras universidades o empresas lo hagan.
Creamos estructuras hechas de palitos, pequeñas esferas de plástico o pegamento puro solidificado. La idea es que puedas combinar estos tres componentes primarios para construir cosas diferentes. Nos hemos centrado en la combinación de palos y pegamento, ya que crean estructuras ligeras pero resistentes que no perturban el campo sonoro tanto como los objetos sólidos puros. Por ejemplo, hemos construido un cubo y un puente que conecta dos plataformas separadas, afirmó Asier Marzo, profesor de la Universidad Pública de Navarra, España.
Pros & Cons Uso de su tecnología
Pros: Reduce la contaminación cruzada entre las piezas ensambladas, lo que puede ser importante para futuras aplicaciones biomédicas. Coge y mueve esferas, gotas o palos con la misma “pinza”. Las piezas de construcción pueden moverse a través de los agujeros de la pieza, lo que da más libertad a los ángulos. Por ejemplo, se construye un barco dentro de una malla metálica introduciendo las piezas por una pequeña abertura.
Contras: el tamaño máximo de las piezas está determinado por la frecuencia del sonido. Los algoritmos que planifican el orden de construcción y las trayectorias a seguir por las piezas no son los tradicionales y aún están por desarrollar. La fuerza nunca va a ser la misma que con una pinza física (por ejemplo, una pinza de metal), por lo que la velocidad máxima de construcción y la densidad de los materiales pueden verse limitadas.
SONORA EN EQUIPO 28/AGOSTO/2022 / Con información de AFP/EE)
