La robótica suave mejora con una bomba flexible

Los científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana han desarrollado una bomba en miniatura que ayudará a aumentar la eficacia de los robots suaves autónomos, los exoesqueletos ligeros y la ropa inteligente.

La mayoría de nuestros robots suaves actuales están hechos de silicona, caucho y polímeros estirables. A diferencia de los robots más duros o tradicionales, los robots suaves pueden moverse con más eficiencia en entornos complejos, manipular objetos frágiles y ser utilizados en muchas conexiones entre humanos y robots. Algunas de las áreas en las que se utilizan incluyen exoesqueletos de rehabilitación y ropa robótica. Los robots de tipo suave-bio podrían explorar eventualmente entornos remotos y peligrosos de manera más segura que los humanos.

Los robots suaves que tenemos ahora contienen bombas rígidas y ruidosas que se utilizan para impulsar fluidos a áreas importantes. Esto limita las posibilidades de lo que los robots suaves pueden ser, ya que su movilidad y autonomía están limitadas por las bombas y tubos.

Los investigadores del Laboratorio de Transductores Suaves (LMTS) y del Laboratorio de Sistemas Inteligentes (LIS) de la EPFL, junto con investigadores del Instituto de Tecnología de Shibaura en Tokio, Japón, son responsables de estos nuevos desarrollos. Los dos grupos son los primeros en desarrollar una bomba suave completamente, desde los electrodos. La nueva bomba pesa alrededor de un gramo y es completamente silenciosa mientras utiliza una pequeña cantidad de energía. La energía proviene de un circuito de 2 cm por 2 cm y una batería recargable. Esta nueva bomba también podría eliminar la necesidad de utilizar cables.

Herbert Shea, el director del LMTS, habló sobre la nueva tecnología.

“Si queremos activar robots más grandes, conectamos varias bombas juntas”, dijo Shea. “Consideramos esto un cambio de paradigma en el campo de la robótica suave”.

Los investigadores publicaron su trabajo en un artículo en Nature.

Otra forma en que las bombas suaves pueden ser utilizadas es para circular fluidos a través de la ropa inteligente. Lo harían moviendo los líquidos alrededor de tubos flexibles delgados que están incrustados en la ropa. Hay muchas posibilidades para esto, incluyendo enfriar y calentar diferentes áreas del cuerpo al mover los líquidos allí. Muchas profesiones se beneficiarían de esta tecnología, incluyendo cirujanos, atletas y pilotos.

Las nuevas bombas suaves se basan en el mecanismo físico utilizado hoy en día para circular el líquido de enfriamiento en sistemas como los supercomputadores. El diseño de la bomba incluye un canal en forma de tubo que tiene 1 mm de diámetro, y dentro hay filas de electrodos impresos. Dentro de la bomba hay un líquido dieléctrico. Se aplican voltajes y los electrones van desde los electrodos al líquido. Esto hace que algunas de las moléculas se carguen eléctricamente. Estas moléculas luego se atraen a otros electrodos y tiran del fluido a través del tubo con ellas. Según Vito Cacucciolo, un posdoctorado en el LMTS y el autor principal del estudio, “Podemos acelerar el flujo ajustando el campo eléctrico, y sin embargo, permanece completamente silencioso”.

Esta tecnología ya se está probando en algunas áreas. Los investigadores lograron implantar con éxito la bomba en un dedo robótico que se utiliza comúnmente en laboratorios de robótica. Los investigadores también están trabajando con el laboratorio de Koichi Suzumori en Japón. Allí, están trabajando en músculos artificiales impulsados por fluidos, así como exoesqueletos flexibles.

El equipo de investigadores también ha utilizado la nueva tecnología en un guante de tela. El guante tiene tubos a lo largo de él que pueden transportar líquido para calentar y enfriar diferentes áreas del guante. “Funciona un poco como su sistema de calefacción y enfriamiento en el hogar”, dijo Cacucciolo.

Esta nueva tecnología seguirá desarrollándose y es probable que atraiga a empresas de una variedad de campos diferentes. Algunas ya han mostrado interés desde el principio. Hay muchas posibilidades con los nuevos robots suaves y las bombas estirables que pueden ayudar a desarrollar muchos productos de interfaz humano-robot