Uno de los mas viejos, los materiales más versátiles y económicos, el papel, parecen cobrar vida, doblando plegarse o aplanarse, por medio de una tecnología de actuación de bajo costo desarrollada en el Instituto de Interacción Humano-Computadora de la Universidad Carnegie Mellon.

Una fina capa de termoplástico conductor, aplicado a papel común con una impresora 3D económica o incluso pintado a mano, sirve como un bajo costo, actuador reversible. Cuando se aplica una corriente eléctrica, el termoplástico se calienta y se expande, hacer que el papel se doble o doble; cuando se quita la corriente, el papel vuelve a una forma predeterminada.

"Estamos reinventando este material realmente antiguo, "dijo Lining Yao, profesor asistente en el HCII y director del Morphing Matter Lab, quien desarrolló el método con su equipo. "La actuación realmente convierte el papel en otro medio, uno que tenga usos tanto artísticos como prácticos ".

Investigador postdoctoral Guanyun Wang, El ex becario de investigación Tingyu Cheng y otros miembros del Morphing Matter Lab de Yao han diseñado tipos básicos de actuadores, incluidos algunos basados ​​en formas de origami y kirigami. Estos permiten la creación de estructuras que pueden convertirse en bolas o cilindros. O, se pueden utilizar para construir objetos más elaborados, como la pantalla de una lámpara que cambia de forma y la cantidad de luz que emite, o una planta de mimosa artificial con pétalos de hojas que se abren secuencialmente cuando se toca una.

En junio, más de 50 estudiantes en un taller en la Universidad de Zhejiang en Hangzhou, Porcelana, utilizó la tecnología de actuación del papel para crear elaborados libros emergentes, incluyendo interpretaciones de obras de arte famosas, como La noche estrellada y los girasoles de Van Gogh.

El actuador de papel impreso se exhibirá del 6 al 10 de septiembre en el Festival Ars Electronica en Linz. Austria; 13-30 de septiembre en el Centro Bozar de Bellas Artes de Bruselas, Bélgica; y de octubre a marzo en Hyundai Motorstudio en Beijing, Porcelana. El grupo de Yao presentó la tecnología en abril en CHI 2018, la Conferencia sobre Factores Humanos en Sistemas Informáticos, En Montreal.

"La mayoría de los robots, incluso los que están hechos de papel, requieren un motor externo, "dijo Wang, becario de la CMU Manufacturing Futures Initiative. "Los nuestros no, que crea nuevas oportunidades, no solo para robótica, pero para el arte interactivo, entretenimiento y aplicaciones para el hogar ".

Crear un actuador de papel es un proceso relativamente simple, Cheng dijo. Emplea el tipo de impresora 3D menos costosa, una denominada impresora FDM que deposita un filamento continuo de termoplástico fundido. Los investigadores utilizan un filamento de impresión estándar, compuesto de poliactida de grafeno, que conduce la electricidad.

El actuador termoplástico está impreso en papel de copia normal en una capa delgada, solo medio milímetro de grosor. Luego, el actuador se calienta en un horno o con una pistola de calor y el papel se dobla o se dobla en la forma deseada y se deja enfriar. Esta será la forma predeterminada del papel. A continuación, se pueden conectar cables eléctricos al actuador; la aplicación de corriente eléctrica calienta el actuador, haciendo que el termoplástico se expanda y así enderece el papel. Cuando se quita la corriente, el papel vuelve automáticamente a su forma predeterminada.

Yao dijo que los investigadores están perfeccionando este método, cambiando la velocidad de impresión o el ancho de la línea de termoplástico para lograr diferentes efectos de plegado o doblado. También han desarrollado métodos para imprimir sensores táctiles, sensores de deslizamiento de los dedos y detectores de ángulo de flexión que pueden controlar los actuadores del papel.

Queda más trabajo por hacer. La actuación es lenta, que Yao y su equipo esperan abordar con algo de ingeniería de materiales, utilizando papeles que sean más conductores de calor y desarrollando filamentos de impresión personalizados para su uso en actuadores. El mismo accionamiento utilizado para el papel también podría utilizarse para plásticos y tejidos.

Además de Yao, Wang y Cheng, Los autores del artículo de investigación de CHI son Youngwook Do y Byoungkwon An, Afiliados de investigación de HCII; Jianzhe Gu, un doctorado estudiante en HCII; Humphrey Yang, estudiante de maestría en la Escuela de Arquitectura CMU, y Ye Tao, un académico visitante de la Universidad de Zhejiang.