Itongadol/Agencia AJN.- Investigadores de la Universidad de Tel Aviv (TAU, por sus siglas en inglés) lideraron un estudio que demostró cómo estructuras mecánicas simples pueden comportarse como bloques de Lego, permitiendo realizar operaciones matemáticas, responder a la presión de manera escalonada e incluso servir como base para la computación mecánica eficiente en energía.
El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, fue dirigido por el profesor Yair Shokef, de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la TAU, con la participación del estudiante de pregrado Tomer Sigalov y científicos de los Países Bajos.
El descubrimiento introduce un nuevo método para diseñar materiales artificiales cuyas propiedades dependen más de su forma y estructura que de la sustancia con la que están hechos.
Los investigadores desarrollaron un tipo de “kit de Lego” compuesto por bloques triangulares que se pueden conectar de distintas maneras. Estas conexiones determinan si una región del material es flexible o “frustrada”, es decir, si el material desea deformarse pero la geometría se lo impide.
Usando reglas matemáticas simples, el estudio reveló que es posible planificar de antemano cómo se comportará el material, cuántos modos de movimiento tendrá y cómo serán.
Este enfoque de “Lego mecánico” permite diseñar materiales con comportamientos complejos sin depender de simulaciones pesadas ni de ensayo y error. Como resultado, los materiales pueden “armarse” para tareas específicas —como absorción de impactos, cambios de forma programados o computación mecánica— tan fácilmente como montar un modelo con bloques prefabricados.
El concepto acerca la ciencia de materiales al lenguaje de la ingeniería modular y abre el camino al desarrollo rápido de una nueva generación de metamateriales inteligentes.
El equipo de investigación destacó que uno de los logros más llamativos del estudio es demostrar una respuesta graduada a la presión: el material no colapsa de golpe, sino que se pliega paso a paso de manera controlada. Esta propiedad es especialmente importante para aplicaciones como absorción de impactos, blindaje y protección contra colisiones.
A su vez, los científicos mostraron que estas estructuras pueden realizar multiplicaciones de matriz por vector —una operación básica en aprendizaje automático e inteligencia artificial— utilizando únicamente movimiento mecánico, sin necesidad de electricidad ni electrónica.
En ese sentido, el profesor Shokef expresó: “El estudio demuestra cómo los materiales inteligentes pueden construirse de manera que recuerde al Lego mecánico. En lugar de diseñar cada material desde cero, usamos un pequeño número de bloques triangulares simples, cada uno con comportamiento conocido. Como en Lego, la inteligencia no está en el bloque individual, sino en cómo se conectan’’.
“Un pequeño cambio en la disposición genera una gran diferencia en el comportamiento general: flexibilidad, rigidez, respuesta graduada a la presión o incluso la capacidad de realizar cálculos. Además, nuestro trabajo muestra que la computación no tiene que ocurrir solo en chips electrónicos: la lógica y el cálculo pueden integrarse en el material mismo”, agregó el docente de la TAU.
Este enfoque se alinea con un campo creciente conocido como “computación en materia”, que podría conducir en el futuro a robots blandos, sensores inteligentes y sistemas que funcionen por largos períodos sin una fuente externa de energía. Se espera que el desarrollo sea aplicable a la robótica y a la construcción de sistemas tecnológicos.
Fuente: Ynet.