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New Micro-Robotic Systems featuring Piezoelectric Adaptive MicroStructures for Sensing and Actuating, with Associated Embedded Control

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Un robot micrométrico al frente del sector de la fabricación

Gracias a fondos de la Unión Europea, un equipo de investigadores europeos tuvo la oportunidad de desarrollar un robot en miniatura de primer nivel mundial que presenta diversas aplicaciones posibles en robótica y microfabricación.

Tecnologías industriales

La adaptatrónica es un campo multidisciplinario puntero dedicado al desarrollo de sistemas electromecánicos capaces de realizar un control adaptativo, es decir, adaptarse de forma automática en respuesta a cambios en las condiciones de su entorno. Una de las aplicaciones más prometedoras de la adaptatrónica son los sistemas microrrobóticos y de microfabricación aplicados al montaje de componentes microscópicos. Los sistemas adaptativos poseen múltiples componentes y funciones de gran complejidad. Los materias inteligentes (activos), como los que responden a un cambio de presión con una variación de la generación eléctrica y viceversa (materiales piezoeléctricos) suelen ser la base de los dispositivos adaptativos. Además incluyen sensores para determinar los cambios que se producen en varios parámetros y actuadores que determinan una respuesta adecuada. Por último, precisan de tecnología de control con la que coordinar el funcionamiento conjunto de todos sus componentes. Los requisitos de rendimiento de este tipo de sistemas son estrictos hasta niveles de resolución nanométrica y tiempos de respuesta del orden de milisegundos. En la actualidad no se disponen de sensores miniaturizados lo suficientemente rápidos y precisos para las aplicaciones de microrrobótica. Un equipo de científicos europeos se propuso remediar esta carencia en el marco del proyecto Micropads. Micropads se ocupó de desarrollar estructuras activas milimétricas y centimétricas capaces de incorporar funciones de activación y detección así como tecnologías de control integradas en un mismo material piezoeléctrico. El equipo investigó en una primera fase nuevos materiales y técnicas de procesamiento e identificó una nueva generación de materiales piezoeléctricos (cristales de niobato de plomo y magnesio - titanato de plomo, PMN-PT) en combinación con silicio como los más adecuados para el desarrollo de microsistemas de alto rendimiento. El consorcio diseñó a continuación unos innovadores microactuadores y micropinzas basados en una combinación de principios piezoeléctricos y térmicos (actuadores termopiezoeléctricos híbridos) para los que está pendiente la concesión de una patente. El desarrollo de sistemas de medición integrados para los microactuadores piezoelectricos dio paso al empleo del sistema piezoeléctrico como actuador y sensor a la vez, con capacidades de medición y control integradas en una placa electrónica. Estos sistemas facilitaron la emisión de señales mejores a un coste más bajo y con unos requisitos de espacio mucho menores. Partiendo de esta tecnología de nueva factura el consorcio de Micropads creó un microrrobot móvil. Este impresionante dispositivo quedó en primera posición en el IEEE ICRA («Congreso internacional sobre robótica y automatización del Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos») y estableció un nuevo récord mundial en una carrera robótica. En definitiva, el consorcio de Micropads desarrolló adaptatrónica puntera que ofrece aplicaciones prácticamente ilimitadas.

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