Skylar Tibbits Fundador y director Self-Assembly Lab, MIT

Impresión 4D, los materiales que construyen cosas por sí mismos

Por Malu Barnuevo | 07-11-2016

Cuando la mayoría todavía no ha conseguido acostumbrarse a que dentro de muy poco su ropa, su comida e incluso sus órganos serán impresos en 3D con un diseño que podrá bajarse de internet (e incluso ser modificado), para quienes investigan en las nuevas posibilidades de la materia esto es ya casi un tema cerrado. La impresión 3D está lo suficientemente probada y desarrollada como para dar el paso a su implantación a gran escala. De ahí que en el MIT se hayan preguntado… ¿y qué tal si añadimos una cuarta dimensión? La pregunta suena a diálogo de ciencia ficción de viajeros en el tiempo… y algo de eso hay. Porque la impresión 4D consiste, efectivamente, en la inclusión del tiempo en el proceso. O, para explicarlo de una forma más sencilla, de imprimir materiales que sean capaces de organizarse y modificar su forma por sí solos, sin necesidad de la intervención humana. Objetos que se construyen a sí mismos.

Skylar Tibbits, codirige junto a Jared Laucks, el Self Assembly Lab del MIT. El nombre del laboratorio es lo suficientemente explícito como para no necesitar explicaciones y Tibbits también se hace entender -en un nivel- con claridad. Durante una charla TED en San Francisco, ejemplificaba así su trabajo: “Si nos fijamos en el mundo de la construcción o de las manufacturas, hay grandes ineficiencias, gran consumo de energía y complejas técnicas de trabajo (…) Tomemos la canalización de aguas: tenemos tuberías que hay que adaptar a los flujos de agua con llaves y válvulas que son muy caras. Enterramos las tuberías y si algo cambia -se modifica el ambiente o el suelo se mueve- tenemos que escarbar y sacar las tuberías para reemplazarlas”. La solución que propone Tibbits para este problema son “materiales programables que se construyan a sí mismos”. Una respuesta que va un paso más allá de la posibilidad de que máquinas hagan el trabajo por nosotros, puesto que si bien un robot puede sustituir el esfuerzo humano, no contempla otra de las cuestiones esenciales: el ahorro energético y la constante adaptabilidad a las situaciones.

La posibilidad de trabajar con materiales capaces de auto ordenarse para formar una estructura ya ha sido probada a pequeña escala. La investigación con nanorobots de material biológico que pueden adoptar distintas formas para distribuir medicamentos es (casi) una realidad. Pero el trabajo de Tibbits está enfocado en la gran escala. Quiere llevarlo al terreno de las construcciones inteligentes de aparatos, muebles, infraestructuras o incluso espacios. Lugares que cambian de función o forma según nuestras necesidades. Esta nueva tecnología puede encontrar múltiples aplicaciones en campos tan distintos como el software, la robótica, la biología, los transportes, el arte o incluso la exploración espacial. Tibbits tiene claro que su impresión 4D hará más amables y eficientes nuestras ciudades en unos años: “Podemos tener el futuro inteligente que queremos. Podemos tener materiales que respondan a nuestras necesidades y que se adapten al ambiente con elegancia y sencillez. Sin tantos dispositivos y consumo energético”.

Edición: Diego Carabelli
Texto: José L. Álvarez Cedena

Temas: Impresión 3D, Investigación, MIT, Tecnología
Transcripción de la conversación
SKYLAR TIBBITS
00:04
El autoensamblaje se produce cuando distintas piezas se unen sin intervención de humanos ni de máquinas. El diseño de materiales que hacen esto se basa en la geometría, en la interacción y en la energía del entorno.

Dependiendo de las propiedades del material, éste responderá, por ejemplo, a la humedad, a la luz o a la temperatura. Esa es la energía que el material utiliza para pasar de una forma a otra, esa es la fuerza.

Diseñamos la geometría como una trama, que será el código geométrico. Con espacios, ángulos, juntas… Y ese código geométrico le dice al material cómo doblarse noventa grados, cuarenta y cinco grados, que se enrosque, que se retuerza o se pliegue. La geometría, que es la que contiene la información, se combina con la energía para transformarse.
SKYLAR TIBBITS
00:46
La impresión 4D consiste en coger la impresión 3D y añadirle el elemento temporal. Se imprime algo en 3D, y después cambia su forma y sus propiedades a lo largo del tiempo.

Estamos poniendo en tela de juicio la idea de que la impresión 3D sea el final del ciclo. En realidad, es el principio. Una vez imprimes un producto, es el principio de su vida, y puede transformarse, evolucionar, convertirse en muchos productos distintos, y tener todo un ciclo vital después de impreso.
SKYLAR TIBBITS
01:14
Los materiales programables nos permiten tener productos más inteligentes. Esos productos pueden fabricarse de formas novedosas. Puedes coger algo que sea plano como una sábana, y luego puede transformarse en el producto sin tener que forzar el material para que adopte una forma determinada.

Se pueden hacer nuevos embalajes inteligentes que, al enviarlos, protejan el producto. O el embalaje podría convertirse en el producto, por ejemplo. El propio producto también puede ser más inteligente, así que podemos tener ropa que se transforme según la temperatura corporal o la humedad.

También coches, aviones y muebles que se adapten a ti, que sean más cómodos, que corrijan tu postura, o que se monten a sí mismos, por ejemplo.

Hace poco realizamos un proyecto en el que nos centramos en la electrónica de consumo, en móviles, concretamente. La fabricación de las carcasas está bastante automatizada con el moldeado de inyección, y la fabricación de los componentes electrónicos está automatizada con robots, pero el ensamblaje manual de ambos es lo que acaba costando más tiempo y dinero. Así que demostramos que puedes coger carcasas y componentes electrónicos, y darles vueltas en una cámara mezcladora, para que se unan y formen móviles totalmente funcionales.
SKYLAR TIBBITS
02:28
Si podemos eliminar nuestra dependencia en los dispositivos electromecánicos, en el combustible, la electricidad, la hidráulica y la neumática, todos estos mecanismos pesados y con tendencia a fallar, entonces podremos alcanzar el futuro inteligente que queremos. Podremos tener materiales que responden a nosotros y al entorno con elegancia y simplicidad, y sin utilizar un montón de dispositivos y un consumo masivo de energía.

Skylar Tibbits

Fundador y director Self-Assembly Lab, MIT

Fundador y director Self-Assembly Lab, MIT