"En
la Universidad de Cornell, un grupo de investigadores ha creado un
músculo robótico de sudor impreso en 3D. Al permitir que la mano del
robot sude, el músculo puede regular su temperatura de la misma manera
que lo hacen los mamíferos. Los investigadores explicaron que la gestión
térmica es esencial para permitir que los robots trabajen durante un
largo período de tiempo, sin sobrecalentarse. Según el investigador
principal de este proyecto, Rob Shepherd, esta forma de gestión térmica
es una solución viable gracias a la fabricación aditiva.
La investigación del equipo, denominada Transpiración Automática en Actuadores de Hidrogel Impresos en 3D,
se publicó en Science Robotics y detalla el método que permite que el
músculo robótico sude. De hecho, si los motores de alta densidad de
torsión y los motores exotérmicos que alimentan un robot se
sobrecalientan, el robot dejará de funcionar. Esto es aún más un
problema con los robots blandos que están hechos de materiales
sintéticos. Entonces, ¿por qué no inspirarse en los mamíferos y permitir
que la mano del robot sude?
Uno de los científicos de la investigación explica: “La
capacidad de transpirar es una de las características más notables de
los humanos. La sudoración aprovecha la pérdida de agua evaporada para
disipar rápidamente el calor, y puede enfriarse por debajo de la
temperatura ambiente. Entonces, como suele ser el caso, la biología nos
brindó una excelente guía como ingenieros”.
La fabricación aditiva del músculo robótico
El equipo de científicos utilizó la estereolitografía
multimaterial, haciendo uso de luz para establecer la forma del robot
capa por capa. Para esto, el equipo tuvo que desarrollar los materiales
de nanopolímeros necesarios. De hecho, fabricaron actuadores en forma de
dedo compuestos por dos materiales de hidrogel que pueden retener agua y
responder a la temperatura; en concreto, la capa base reacciona a
temperaturas superiores a 30°C encogiéndose. Cuando esto sucede, el agua
se exprime en otra capa que está perforada con pequeños poros. Estos
poros también son sensibles al mismo rango de temperatura, por lo tanto,
se dilatan y dejan escapar el agua con el calor, y se cierran cuando la
temperatura cae por debajo de 30°C.
El equipo descubrió que este proceso era en
realidad tres veces más eficiente que en humanos. El co-autor principal
de la investigación, T.J. Wallin explica: "La mejor parte de esta
estrategia sintética es que el rendimiento de regulación térmica se basa
en el material mismo. No necesitábamos tener sensores u otros
componentes para controlar la tasa de sudoración. Cuando la temperatura
local aumentó por encima de la transición, los poros simplemente se
abrían y cerraban por sí solos".
Estos actuadores en forma de dedo se agregaron a
una mano de robot que podía agarrar y levantar objetos. Una cosa a tener
en cuenta es que estos dedos podrían dificultar la movilidad del robot.
Si bien el agua puede hacer que la mano esté resbaladiza, las
modificaciones en la textura del hidrogel podrían compensarlo. Otra cosa
a considerar es que el robot necesitará ser abastecido con agua si la
pierde, de la misma manera que nosotros. Rob Shepherd agregó: "Creo que el futuro de hacer estos materiales y robots más análogos biológicamente dependerá de la composición del material". El proceso capa por capa de la fabricación aditiva fue esencial para crear estos actuadores de dedo. Shepherd concluyó: "Esto
plantea un punto de investigación multidisciplinaria en esta área,
donde realmente ningún grupo tiene todas las respuestas".
Puede encontrar más información sobre la investigación AQUÍ." (Imprimalia, 21/02/20)
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