Científicos crean robot acuático autónomo que funciona sin electricidad

Los científicos del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y la Universidad de Massachusetts Amherst han desarrollado el primer robot acuático autónomo que puede funcionar continuamente sin electricidad.

La investigación se publicó en la revista Nature Chemistry.

Robots “caminadores de agua”

Estos robots líquidos “caminadores de agua” pueden sumergirse bajo el agua para recuperar químicos valiosos antes de resurfacer para entregarlos repetidamente.

Esta es la primera tecnología de su tipo que funciona continuamente sin entrada eléctrica. Podría ser utilizada potencialmente como un sistema de síntesis química automatizado o como un sistema de entrega de fármacos para la industria farmacéutica.

Tom Russell es el autor principal de la investigación, un científico visitante y profesor de ciencia y ingeniería de polímeros de la Universidad de Massachusetts Amherst. Dirige el programa de Asambleas Interfaciales Adaptativas para Estructurar Líquidos en la División de Ciencias de Materiales de Berkeley Lab.

“Hemos roto una barrera en el diseño de un sistema robótico líquido que puede operar de forma autónoma utilizando la química para controlar la flotabilidad de un objeto”, dijo Russell.

Según Russell, la tecnología ayuda significativamente a avanzar en la familia de dispositivos robóticos llamados “liquibots”. Anteriormente, los investigadores habían demostrado que estos liquibots pueden realizar una tarea de forma autónoma, pero solo una vez. Otros pueden realizar una tarea continuamente, pero requieren electricidad para funcionar.

“No necesitamos proporcionar energía eléctrica porque nuestros liquibots obtienen su poder o ‘alimento’ químicamente del medio que los rodea”, dijo Russell.

Ejecutando los experimentos

Russell y el primer autor Ganhua Xie realizaron una serie de experimentos en la División de Ciencias de Materiales de Berkeley Lab. Xie es un ex investigador postdoctoral en Berkeley Lab y actualmente es profesor en la Universidad de Hunan en China.

A través de estos experimentos, la pareja aprendió que “alimentar” a los liquibots con sal los hace más pesados o densos que la solución líquida que los rodea.

Los co-investigadores Paul Ashby y Brett Helms en la Fundición Molecular de Berkeley Lab llevaron a cabo experimentos adicionales que demostraron cómo los liquibots transportan químicos de un lado a otro.

Los liquibots tienen solo 2 milímetros de diámetro, y como son más densos que la solución, se agrupan en el centro de esta y se llenan de químicos seleccionados. Esto genera una reacción que produce burbujas de oxígeno, que levantan el liquibot a la superficie. Otra reacción tiene lugar que atrae a los liquibots al borde del contenedor, donde pueden descargar su carga.

Este proceso se repite una y otra vez.

Los liquibots podrían realizar una variedad de tareas simultáneamente dependiendo de su formulación. Mientras que algunos podrían detectar diferentes tipos de gas en el entorno, otros podrían reaccionar a tipos específicos de químicos.

Además de estas aplicaciones, los liquibots también podrían permitir sistemas robóticos autónomos y continuos que se aplican en la descubierta de fármacos o en la síntesis de fármacos.

El equipo ahora buscará ampliar la tecnología para sistemas más grandes mientras explora cómo hacer que funcione en superficies sólidas.