Cuando alguien sopla sobre el cuello de una botella, el aire produce ese sonido grave y reconocible. Detrás de este efecto hay un fenómeno llamado resonancia de Helmholtz. El aire atrapado dentro oscila y, cuando alcanza ciertas frecuencias, esas vibraciones se vuelven mucho más intensas.

Investigadores del laboratorio MICROBS, perteneciente a la Escuela de Ingeniería de EPFL, aprovecharon esa misma física para crear pequeñas estructuras huecas capaces de convertir el sonido en movimiento. El trabajo fue publicado en Science Advances.

En vez de usar ondas sonoras para empujar objetos desde afuera, los investigadores diseñaron cavidades que capturan el sonido y generan su propia fuerza de propulsión. Cuando una onda sonora entra en estas estructuras, el aire de su interior comienza a oscilar. Parte de ese aire sale por una abertura en forma de un chorro concentrado, mientras el aire que entra lo hace de manera más dispersa.

Esa diferencia produce un empuje que puede mover objetos diminutos.

Las cavidades pueden fabricarse con materiales bastante comunes, como plásticos de impresión 3D, polímeros flexibles o vidrio.

A escala de centímetros, el equipo construyó pequeños barcos con hasta tres cavidades. Cada una respondía a una frecuencia diferente y estaba orientada para generar movimiento en una dirección determinada. Al cambiar la frecuencia del sonido emitido por un altavoz, los investigadores podían activar distintas cavidades, hacer que los barcos cambiaran de rumbo, esquivaran obstáculos e incluso siguieran trayectorias programadas.

Microfliers

Después llevaron la idea a una escala mucho menor. Mediante nanofabricación 3D, construyeron unos dispositivos llamados microfliers, vehículos voladores ultraligeros con tres cavidades microscópicas integradas en su estructura.

A diferencia de los barcos, estos aparatos funcionaban con ultrasonidos, demasiado agudos para que los escuche el oído humano. Uno pesaba apenas 150 microgramos y utilizaba sus cavidades para generar un empuje vertical parecido al de un cohete. Otro combinaba las cavidades con pequeñas aspas que alcanzaban hasta 13.000 revoluciones por minuto y producían una sustentación similar a la de un helicóptero.

La ventaja es que estas máquinas no necesitan motores, engranajes ni componentes magnéticos. Eso permite reducirlas todavía más usando distintas técnicas de impresión 3D.

Los investigadores creen que varias cavidades podrían integrarse en una misma estructura flexible, cada una ajustada a una frecuencia distinta. Así, diferentes partes de un pequeño robot podrían moverse, doblarse o vibrar al recibir determinados sonidos.

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