Investigadores de Harvard desarrollan un sensor autoalimentado para robots blandos y ropa inteligente

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) han desarrollado un termómetro suave, estirable y autoamplificado que se puede integrar en robots inteligentes y dispositivos electrónicos estirables. 

La investigación fue publicada en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Zhigang Suo es profesor Allen E. y Marilyn M. Puckett 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 el cuidado de la salud, 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 interfase electrolito/dieléctrico acumula iones, y la interfase 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 espesor y genera voltaje cuando cambia la temperatura. Mientras que el voltaje es sensible a la temperatura, es insensible al estiramiento.

Personalización del sensor

Yecheng Wang es becario postdoctoral en SEAS y primer autor del artículo.

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

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

“Demostramos que estos sensores pueden hacerse pequeños, estables e incluso transparentes”, dijo Wang.

El termómetro puede medir temperaturas de hasta 200 grados centígrados o tan bajas como -100 grados centígrados, según los materiales que se utilicen. 

“Esta plataforma altamente personalizable podría marcar el comienzo de nuevos desarrollos para habilitar y mejorar el Internet de todo y de todos”, dijo Suo.