Investigadores de Harvard Desarrollan Sensor Autoalimentado para Robots Suaves y Ropa Inteligente

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) han desarrollado un termómetro suave, estirable y autoalimentado que puede integrarse en robots inteligentes y electrónica estirable.

La investigación se publicó en el Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

Zhigang Suo es profesor de Mecánica y Materiales en SEAS y autor principal del artículo.

“Hemos desarrollado sensores de temperatura suaves con alta sensibilidad y tiempo de respuesta rápido, lo que abre nuevas posibilidades para crear nuevas interfaces hombre-máquina y robots suaves en la atención médica, la ingeniería y el entretenimiento”, dijo Suo.

Estructura del Termómetro

El termómetro tiene tres partes: un electrolito, un electrodo y un material dieléctrico que los separa. La interfaz electrolito/dieléctrico acumula iones, y la interfaz dieléctrico/electrodo acumula electrodos.

Con el desequilibrio de carga entre los dos, se produce una nube iónica en el electrolito. Esta nube iónica luego cambia de grosor y genera voltaje cuando la temperatura cambia. Mientras que el voltaje es sensible a la temperatura, es insensible al estiramiento.

Personalización del Sensor

Yecheng Wang es un investigador postdoctoral en SEAS y autor principal del artículo.

“Debido a que el diseño es tan simple, hay muchas formas diferentes de personalizar el sensor, dependiendo de la aplicación”, dijo Wang. “Puedes elegir materiales diferentes, dispuestos de diferentes maneras y optimizados para tareas diferentes”.

Los investigadores podrían disponer el electrolito, el dieléctrico y el electrodo en configuraciones diferentes, lo que resultó en cuatro diseños para el sensor de temperatura. Lo probaron integrando el sensor en un agarre suave antes de medir la temperatura de un huevo hervido caliente. Los sensores eran más sensibles que los termómetros termoeléctricos tradicionales, y podían responder a los cambios de temperatura en 10 milisegundos.

“Demonstramos que estos sensores pueden ser pequeños, estables y incluso transparentes”, dijo Wang.

El termómetro puede medir temperaturas de hasta 200 grados Celsius o tan frías como -100 grados Celsius, dependiendo de los materiales utilizados.

“Esta plataforma altamente personalizable podría dar lugar a nuevos desarrollos para permitir y mejorar la internet de todo y todos”, dijo Suo.