El diseño revolucionario del cierre Y tardó 40 años en materializarse

Un profesor del MIT, William Freeman, imaginó en 1985 un cierre de tres lados capaz de convertir materiales flexibles en formas rígidas bajo demanda, pero la tecnología de la época no permitía construirlo. Su invento, llamado “Y-zipper”, fue patentado y guardado en su garaje hasta que casi 40 años después investigadores del laboratorio CSAIL del MIT retomaron la idea para crear un sistema que permite ajustar la rigidez de objetos mediante cierres personalizados fabricados en impresoras 3D.

Freeman, entonces ingeniero eléctrico en Polaroid y ahora profesor en MIT, respondió a un concurso del Innovative Design Fund con un concepto que no cerraba prendas, sino que podía hacer que tiendas, sillas y bolsas pasaran de blandas a estructuras tridimensionales firmes al unir sus tres tiras flexibles con dientes de madera mediante un mecanismo deslizante. Aunque su propuesta fue rechazada, patentó el diseño y conservó el prototipo.

Diseño y funcionalidad del cierre Y

El software desarrollado por el equipo de CSAIL permite a los usuarios diseñar cierres de tres lados con distintas longitudes y ángulos, eligiendo entre cuatro patrones básicos de movimiento para configurar la forma cerrada: recta, arqueada, en espiral o retorcida. Estos cierres se imprimen en 3D con plásticos y pueden incorporarse en equipamiento de camping, dispositivos médicos, robots o instalaciones artísticas para facilitar su montaje.

El cierre Y, abierto, se despliega como un calamar con tres tentáculos extendidos; al cerrarse, se contrae en una estructura más rígida, como una varilla. Esto agiliza tareas como montar una tienda de campaña, que con el cierre Y se reduce a un minuto y 20 segundos, ya que cada brazo sostiene un lado de la tienda y asegura el techo al cerrarse.

Aplicaciones médicas y robóticas

Además de facilitar la rigidez ajustable en objetos, el cierre Y puede mejorar dispositivos médicos. Por ejemplo, se envolvió alrededor de una férula de muñeca para permitir al usuario aflojarla durante el día y apretarla por la noche, adaptándose a sus necesidades. También se puede motorizar el cierre para automatizar su funcionamiento, como en un robot cuadrúpedo que puede modificar la longitud de sus patas para adaptarse a terrenos irregulares o en instalaciones artísticas móviles que cambian de forma mediante motores estacionarios.

Pruebas de resistencia y materiales

Para evaluar su durabilidad, el equipo comparó cierres fabricados con PLA y TPU, dos plásticos comunes en impresión 3D. El PLA soportó cargas más pesadas, mientras que el TPU ofreció mayor flexibilidad. En pruebas de apertura y cierre repetidos, el cierre Y resistió hasta 18,000 ciclos antes de fallar. Su estructura elástica distribuye el estrés de manera uniforme, lo que contribuye a su resistencia.

Los investigadores consideran que versiones más robustas podrían fabricarse con materiales metálicos y que el sistema podría ampliarse para proyectos de mayor escala, aunque la impresión 3D actual limita el tamaño. También exploran aplicaciones en la exploración espacial, donde los brazos del cierre podrían integrarse en naves para recolectar muestras, o en estructuras de montaje rápido para equipos de emergencia.

Innovación en ensamblaje dinámico

Guanyun Wang, profesor asistente de la Universidad de Zhejiang, destacó que reinventar un cierre cotidiano para permitir transiciones morfológicas 3D es una estrategia innovadora para el ensamblaje dinámico. Subrayó que el cierre Y cierra la brecha entre estados blandos y rígidos, ofreciendo un método escalable que beneficiará el diseño futuro de sistemas con inteligencia incorporada.

El trabajo fue presentado en la conferencia CHI 2026 de la ACM sobre factores humanos en sistemas informáticos y contó con apoyo parcial de una beca postdoctoral de la Universidad de Zhejiang y el programa MIT-GIST.