La innovadora técnica para fabricar muebles tejidos a máquina: mucho más ligeros, resistentes y personalizados

Hacer punto o crochet se ha convertido en la pasión de muchas personas en España y todo el mundo, un pasatiempo con el que manejar el estrés. La destreza en este arte permite hacer todo tipo de manualidades, prendas de vestir o accesorios personalizados. Pero, lejos de ser solo un afición, esta técnica puede rivalizar con la impresión 3D en la creación automática, rápida y barata de equipamiento adaptado a cada deportista o para fabricar muebles únicos. 

Es fácil pensar en tejer un bolso, un gorro o una mochila, pero cuesta más imaginar una silla tejida capaz de soportar el peso de una persona adulta. Esta es la meta que se ha marcado Yuichi Hirose, estudiante de doctorado en robótica de la Facultad de Ciencias de la Computación de la Universidad Carnegie Mellon, en EEUU.

Ha bautizado su idea como "tejido sólido", una construcción formada por hilos lo suficientemente firme y dura para poder sustituir a sillas y mesas en la decoración del hogar. La principal ventaja de este mobiliario frente a los tradicionales de madera u otros materiales rígidos es su fabricación personalizada, pero la más interesante es la reutilización y el rediseño.

Hilo flexible, objeto firme

Quienes en su adolescencia cosieran más de alguna pulsera redonda con hilos de plástico sabe lo duro que puede ser este tipo de construcción. Sin embargo, hasta ahora no se había planteado su uso para crear objetos tan sólidos como un mueble. Yuichi Hirose ideó por primera vez esta técnica cuando era estudiante en la Universidad Keio de Tokio.

Hace una década que se dedica a este objetivo, ahora colaborando como parte del equipo de investigación dirigido por James McCann, profesor asociado en el Instituto de Robótica de Carnegie Mellon. Juntos trabajan en la automatización de máquinas de tejer capaces de crear formas tridimensionales firmes.

Entre la flexibilidad y suavidad de los tejidos de punto y la dureza de la impresión 3D, estos investigadores marcan un punto intermedio con el tejido de punto liso. Este produce resultados muy diferentes a los que ofrecen tanto el tejido tradicional como de la impresión 3D. Los objetos de tejido liso tienen suficiente estructura interna para mantener su forma, pero siguen siendo mucho más suaves y flexibles que las impresiones 3D rígidas. 

Un solo hilo se va entrelazando en diferentes nudos y bucles para dar forma a la pieza, un proceso que es reversible. Así, si una familia necesita un sofá más grande, no es necesario tirar el viejo y comprar uno de más plazas: bastaría con soltar el nudo del extremo y deshilarlo, para volver a tejerlo y usar más material para darle un tamaño mayor. 

Peluche tejido a máquina Universidad Carnegie Mellon Omicrono

Una de las claves en todo el proceso es el hilo flexible. Los investigadores explican que era necesario un cordón elástico para adaptarse a la máquina, que trabaja estirando con fuerza los bucles de hilo. No obstante, afirman que el resultado final es un producto "sorprendentemente firme".

Como en la impresión 3D, esta técnica promete la ventaja de poder personalizar multitud de prendas, como la parte textil de las zapatillas de deporte, para que se ajusten como un guante a los pies de los deportistas. Los investigadores demostraron su teoría a través de varios ejemplos cosidos a mano.

Yuichi Hirose con una de sus objetos sólidos fabricados con hilo flexible Carnegie Mellon University Omicrono

El cubo presentado en este vídeo refleja la dureza y firmeza que obtiene esta técnica. Sin embargo, no se trata de dar forma a la mesa del comedor con las manos. El siguiente paso era automatizar el proceso para poder construir "objetos capa a capa de forma similar a la impresión 3D, pero estas capas están conectadas entre sí por la estructura de puntos topológicamente entrelazados del tejido de punto. Así, se puede desenredar y volver a tejer fácilmente, a diferencia de otros métodos de impresión 3D que requieren que los objetos acabados se fundan laboriosamente y se vuelvan a extrudir en filamento para poder ser reciclados", según el propio Hirose.

Máquinas autónomas

Los caminos de Hirose y McCann se encontraron hace años gracias a un proyecto del segundo en el que planteaba convertir una máquina de tejer convencional en un sistema autónomo capaz de fabricar piezas tridimensionales. El código informático consigue traducir formas en instrucciones paso a paso para que la máquina fabrique prendas o juguetes sin intervención humana. El resultado, guantes personalizados tejidos en 3D.

Estas máquinas, ampliamente utilizadas, trabajan con agujas en forma de gancho para manipular bucles de hilo. Las agujas se enfrentan entre sí de forma paralela y tejiendo en ángulo con forma de V invertida, similar al movimiento que debe hacerse cuando se teje manualmente.

Sin embargo, la destreza de esta tecnología es limitada en comparación con las obras que pueden salir de las manos de un experto tejedor, de ahí que se planteará automatizarlas mediante ordenador. El algoritmo CMU tiene en cuenta estas limitaciones y produce una secuencia de instrucciones para cada patrón que funcionan dentro de los límites de la máquina y reducen el riesgo de roturas o atascos de hilo.

Ejemplo de código informático para tejer a máquina formas 3D Carnegie Mellon Textil Lab. Omicrono

El prototipo es una máquina del tamaño de "una secadora de ropa", como la describen sus creadores. El equipo sigue trabajando para mejorar su funcionamiento y conseguir tejer formas más complejas. En cuanto al futuro, plantean la creación de máquinas de distinto tamaño para poder fabricar muebles de gran envergadura u objetos más pequeños y detallados.