- FiberMotor es el primer motor deslizante en formato de fibra, capaz de impulsar robots flexibles.
- El dispositivo no requiere engranajes ni transmisiones, y cuenta con capacidad de retroaccionamiento.
- Los investigadores planean aplicar FiberMotor en dispositivos de asistencia portátiles.
- La startup Elecsyor se centrará en comercializar esta tecnología.
Ingenieros de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) han desarrollado con éxito un motor flexible llamado FiberMotor, cuya apariencia recuerda a un hilo fino, capaz de generar la fuerza suficiente para impulsar sistemas robóticos flexibles, funcionando de forma silenciosa y con movimiento bidireccional. El dispositivo tiene un diámetro de entre 1 y 3 milímetros (0,04 a 0,12 pulgadas) y es capaz de convertir energía eléctrica directamente en movimiento. La investigación, titulada «Motor electrostático lineal flexible en formato de fibra», ha sido publicada en la revista Advanced Materials.
El FiberMotor está compuesto por dos fibras huecas concéntricas. Alrededor de cada fibra se enrollan estrechamente electrodos de cobre aislado, apenas más gruesos que un cabello humano. Al aplicar voltaje, la fuerza electrostática atrae repetidamente las fibras hacia una posición alineada, haciendo que la fibra interna se deslice dentro de la externa, según un principio similar al de un telescopio. Herbert Shea, director del Laboratorio de Transductores Suaves de la EPFL, afirma: «Nuestro FiberMotor es el primer motor deslizante en formato de fibra capaz de generar fuerza suficiente para impulsar dispositivos de robótica flexible, manteniéndose silencioso, flexible y con movimiento bidireccional».
El diseño innovador del FiberMotor
Actividades cotidianas como levantar, empujar y tirar dependen del movimiento lineal, no del rotatorio. Los investigadores señalan que replicar el movimiento lineal ha sido un desafío prolongado en la robótica portable, ya que los motores que lo impulsan suelen requerir engranajes rígidos, transmisiones y otros componentes voluminosos. Aunque existen los llamados músculos artificiales, su rango de movimiento está limitado por la capacidad del material para estirarse, contraerse o doblarse. En cambio, el rango de movimiento del FiberMotor solo está limitado por la longitud de sus fibras. Al no necesitar engranajes ni transmisiones, el dispositivo tiene capacidad de retroaccionamiento, lo que significa que fuerzas inversas pueden accionarlo de forma segura.
Si el usuario se mueve accidentalmente o en dirección contraria a la impulsada, las fibras se deslizan entre sí en lugar de bloquearse, lo que permite una colaboración más natural con el movimiento humano en comparación con los motores tradicionales.
En demostraciones de laboratorio, un único FiberMotor soporta una carga estática de aproximadamente 75 gramos (2,6 onzas). La fuerza combinada de cuatro motores basta para levantar una tableta de chocolate de 46 gramos (1,6 onzas) y doblar un dedo robótico accionado por tendones. El equipo también integró el motor en una prenda prototipo diseñada para la rodilla. Dada la ligereza y delgadez del motor, los investigadores prevén distribuirlo en tejidos inteligentes en lugar de concentrar la fuerza en una única unidad rígida.
Aplicaciones futuras y planes de comercialización
Esta investigación se basa en la primera tecnología de bomba en formato de fibra presentada por el laboratorio en 2023, que puede coserse en tejidos inteligentes para circular fluidos con fines de regulación térmica y retroalimentación háptica. A continuación, los investigadores se centrarán en mejorar el rendimiento y la durabilidad del FiberMotor, empleando electrodos más finos compuestos principalmente de aislantes y materiales optimizados. También planean integrar datos de retroalimentación sobre la posición y el movimiento del usuario para que el motor pueda adaptarse rápidamente a sus intenciones. En última instancia, el equipo espera aplicar esta combinación de fuerza y flexibilidad en dispositivos de asistencia portátiles, como exoesqueletos flexibles para la movilidad, sistemas hápticos portátiles para realidad virtual y prótesis ligeras.
El primer autor, Sylvain Schaller, ha fundado la startup Elecsyor para comercializar esta tecnología. La investigación ha sido financiada por la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia y la Fundación Novo Nordisk.
El impacto del FiberMotor en la tecnología portable
El desarrollo del FiberMotor marca un gran avance en la robótica portable; su funcionamiento silencioso y su capacidad de retroaccionamiento le permiten colaborar de forma más natural con el cuerpo humano, superando las limitaciones de los motores tradicionales. Esta tecnología no solo puede mejorar la comodidad en las actividades cotidianas, sino que también tiene potencial para aplicarse en dispositivos de asistencia a la movilidad y sistemas de realidad virtual. Con la creación de la startup Elecsyor, el proceso de comercialización se acelerará, pudiendo cambiar en el futuro la percepción y el uso de la tecnología portable.