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Los hallazgos, publicados en un artículo en la revista Nature, y podrían ayudar a mejorar el diseño de manos robóticas y ampliar su aplicación para el agarre efectivo en condiciones húmedas como en una cirugía.

La humedad puede dificultar el agarre

Las manos son probablemente uno de los mejores desarrollos que ha logrado la naturaleza. En parte, es gracias a ellas que los humanos han logrado escribir y dejar huella de su paso en la tierra en diferentes materiales, fabricar herramientas e incluso expresar afecto a sus similares. En definitiva, el agarre que estas nos ayudan a establecer ha sido fundamental para nuestra supervivencia.

Poco pensamos en ello, pero sí, las manos y lo que hacemos con ellas tienen mucha relevancia. Tanta que hasta hemos intentado (y logrado) replicarla para llegar a aquellos lugares, o “tocar” cosas que nuestra propia biología nos impide, o simplemente por automatizar los procesos. Como ejemplo, los robots y las manos robóticas.

Pero resulta que algo tan habitual como la humedad puede complicar mucho el proceso, cambiando totalmente la dinámica de fricción al agarrar los objetos. Los científicos se han interesado en comprenderlo y un trabajo reciente parece haberlos acercado a dicha meta.

Fricción de lubricación elastohidrodinámica, lo que ocurre cuando agarramos objetos húmedos

En su artículo postulan lo que denominan la fricción de lubricación elastohidrodinámica, una nueva ley que parece explicar con mucha precisión el proceso de agarre de objetos húmedos. Esta es la fricción que se genera cuando dos superficies sólidas entran en contacto con una capa delgada de fluido que yace entre ellas.

El equipo llegó a dicha ley usando cuatro ecuaciones que involucraban todas las fuerzas físicas que intervienen en el proceso de fricción al agarrar objetos húmedos. Demostraron a través de tres sistemas, incluidos los dedos humanos, nuestra principal referencia; también, en un dedo robótico inspirado en nuestra anatomía y en una herramienta llamada triborreómetro, que mide las fuerzas de fricción.

Mano humana señalando con un dedo índice a una mano robótica que hace la misma seña.

Y aunque su nombre nos parezca lejano y complejo, en realidad está mucho más cerca y visible de lo que pensábamos. La experimentamos al frotar las yemas de los dedos, pues entre ellas circulan las capas naturales de aceite que recubren nuestra piel.

Pero con un nombre tan complejo, quizás habría que mencionar ejemplos un poco más sofisticados. Los investigadores dicen que esta misma fricción es la que podría ocurrir cuando una garra robótica levanta un objeto cubierto de aceite, o un dispositivo quirúrgico que se topa con la humedad dentro del cuerpo humano, por ejemplo, durante una cirugía.

La fricción nos ayuda a sujetar los objetos con firmeza, aún si están húmedos

La fricción es uno de los fenómenos más importantes que vivimos a diario porque nos ayuda a sujetar las cosas sin que se caigan. Por lo que esta nueva ley puede ayudar a mejorar los desarrollos robóticos enfocados en el agarre de objetos, y en especial, aquellos procesos que involucran humedad.

“Comprender la fricción es intuitivo para los humanos, incluso cuando manipulamos platos con jabón”, dice Lilian Hsiao, profesora asistente de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “Pero es extremadamente difícil tener en cuenta la fricción de lubricación elastohidrodinámica cuando se desarrollan materiales que controlan las capacidades de agarre en los robots”.

Ahora los ingenieros podrán allanar el camino hacia el desarrollo de materiales que ayudan a controlar esta fricción, aplicables a una amplia variedad de condiciones operativas dinámicas.-

Referencia:

Elastohydrodynamic friction of robotic and human fingers on soft micropatterned substrates. https://www.nature.com/articles/s41563-021-00990-9

Ciencia

Un enorme cohete chino se estrellará contra la Tierra este fin de semana, pero nadie sabe dónde

Un cohete chino está cayendo hacia la Tierra en una caída descontrolada, y los científicos no pueden predecir dónde caerá.

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27 JUL – La etapa de cohete de 21 toneladas se dejó como parte del módulo de la estación espacial Wentian, que se lanzó el domingo y se acopló con seguridad a la estación espacial Tiangong.

El cohete ha sido rastreado por Jonathan McDowell, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. También dijo que, “en promedio”, los lanzamientos estadounidenses “hacen un trabajo bastante mejor en la eliminación de la etapa superior y China, en promedio, peor”.

“Desafortunadamente, no podemos predecir cuándo ni dónde”, dijo el Dr. McDowell por correo electrónico. “Una etapa de cohete tan grande no debe dejarse en órbita para hacer un reingreso descontrolado; el riesgo para el público no es enorme, pero es mayor de lo que me gustaría”.

Ni el ejército de los EE.UU., el Comando Espacial ni el 18º Escuadrón de Defensa Espacial han emitido alertas en Twitter sobre el evento todavía.

Cofia de un CZ-3A lanzado en 2008 con el satélite Fengyun-2E

Las probabilidades de que los escombros de cohetes caigan sobre personas o propiedades son bajas, pero esto no se debe tanto a medidas preventivas o defensivas sino a la cantidad de océano que cubre la superficie de la Tierra.

Sin embargo, los investigadores dicen que hay aproximadamente un 10 por ciento de posibilidad de que se produzcan una o más víctimas en los próximos 10 años.

Esta es la tercera vez que China deja que un cohete descienda sin control a la Tierra. En mayo del año pasado, un cohete que transportaba una parte central del módulo de la estación espacial Tianhe dio una vuelta a la Tierra tan rápido que era imposible determinar dónde aterrizaría. Los escombros dieron la vuelta a la Tierra una vez cada 90 minutos.

El cohete chino que lanzó un módulo de su estación espacial ahora está cayendo a la Tierra sin control y nadie sabe dónde impactará.

Si el cohete hubiera vuelto a entrar en la atmósfera por encima de un área poblada, el resultado habría sido similar al accidente de un avión pequeño esparcido a lo largo de 100 millas (161 kilómetros).

El año anterior, una nave prototipo similar estuvo a 13 minutos de caer en la ciudad de Nueva York.-

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