Favorecer el autoaprendizaje y la autoadaptación de los materiales sin intervención humana
Los pájaros, las abejas y los árboles comparten una característica notable. En sus respectivos colectivos —sus bandadas, enjambres y bosques—, cada ejemplar tiene la capacidad de recibir e intercambiar señales, adaptarse a condiciones ambientales cambiantes y mejorar su funcionamiento sin un control centralizado. Inspirado en este complejo comportamiento, el proyecto IMMENSE(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, tiene por objeto determinar si es posible dotar a materiales y estructuras de procesos que lo simulen, es decir, si pueden llegar a ser sintientes.
En el camino hacia la sintiencia
Un material o estructura sintiente debe poder enviar y recibir señales, interpretarlas y compararlas, para así tener una capacidad de autoaprendizaje y autoadaptación. Pero ¿qué significa esto en la práctica? «Una estructura sintiente podría, por ejemplo, percibir vibraciones y la propagación de ondas en sus elementos, interpretar y clasificar de forma autónoma los tipos de señales detectadas, y reaccionar modificando la rigidez de algunos de sus componentes para mitigar las consecuencias de las vibraciones causadas por agentes externos —explica Alberto Corigliano, ingeniero de estructuras del Politécnico de Milán (Italia), entidad coordinadora del proyecto IMMENSE, en un artículo(se abrirá en una nueva ventana) publicado en el sitio web «Open Access Government»—. Un material sintiente podría detectar defectos locales con antelación y activar mecanismos de liberación de sustancias para favorecer su autorreparación». Para hacer realidad este objetivo, el equipo de IMMENSE emplea mecánica de sólidos y estructuras, interacción fluido-estructura y fenómenos multifísicos a microescala y mesoescala, combinados con materiales inteligentes microestructurados. En el proyecto se estudian y desarrollan sensores innovadores inspirados en la biología, que se combinan con materiales inteligentes y metamateriales capaces de optimizar la intensidad de las señales recibidas y dirigirlas hacia donde se necesiten. El aprendizaje y el comportamiento reactivo se lograrán mediante la utilización de la dinámica compleja de matrices de osciladores, combinada con hardware innovador para la clasificación y el reconocimiento de señales. Los últimos avances en computación analógica permiten construir dispositivos compactos y de bajo consumo que pueden efectuar cálculos básicos de forma autónoma. En un estudio(se abrirá en una nueva ventana) realizado en 2025, se estudió una forma inteligente para diseñar estructuras reticulares utilizando reglas generativas y un algoritmo de toma de decisiones denominado Monte Carlo Tree Search. Al permitir que el sistema explore muchos diseños posibles de forma eficiente y se centre en los más prometedores, este planteamiento podría ser más adecuado para problemas de construcción complejos. En otro estudio(se abrirá en una nueva ventana) de IMMENSE se describe cómo crear un sensor piezoeléctrico muy flexible impreso por chorro de tinta sobre un fino sustrato de poliimida. Las pruebas revelan que el sensor sigue funcionando con fiabilidad incluso cuando se dobla de forma brusca y continuada, lo que sugiere que este nuevo método de impresión podría dar lugar a sensores asequibles y personalizables para la electrónica de nueva generación. El equipo de IMMENSE (Inter materials and structures mechanoperception for self learning) aún tiene que superar varios obstáculos teóricos y tecnológicos antes de alcanzar su objetivo. Sin embargo, armado con nuevos sensores innovadores, algoritmos de aprendizaje automático y nuevos sistemas de interpretación y clasificación de señales, se esfuerza por crear materiales sensibles con aplicaciones prometedoras en campos como la biomedicina, la ingeniería y la construcción. El proyecto finaliza en 2029. Para más información, consulte: Página web del proyecto IMMENSE(se abrirá en una nueva ventana)
