Robotica moale devine mai bună cu pompe flexibile

Oamenii de știință de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne au dezvoltat o pompă miniatură care va ajuta la creșterea eficienței roboților moi autonomi, exoscheletelor ușoare și a îmbrăcămintei inteligente.

Majoritatea roboților moi pe care îi avem în prezent sunt fabricați din silicon, cauciuc și polimeri extensibili. În contrast cu roboții mai tradiționali, roboții moi pot să se deplaseze mai eficient în medii complexe, să manipuleze obiecte fragile și să fie utilizați în multe conexiuni om-robot. Unele dintre domeniile în care sunt utilizați includ exoschelete de reabilitare și îmbrăcăminte robotică. Roboții de tip soft-bio ar putea, în cele din urmă, să exploreze medii periculoase și îndepărtate într-un mod mult mai sigur decât oamenii.

Roboții moi pe care îi avem în prezent conțin pompe rigide și zgomotoase care sunt utilizate pentru a pompa lichid în zone importante. Acest lucru limitează posibilitățile roboților moi, deoarece mobilitatea și autonomia lor sunt limitate de pompe și tuburi.

Cercetătorii de la Laboratorul de Transductori Moi (LMTS) și Laboratorul de Sisteme Inteligente (LIS) de la EPFL, împreună cu cercetători de la Institutul de Tehnologie Shibaura din Tokyo, Japonia, sunt responsabili pentru aceste noi dezvoltări. Cele două grupuri sunt primele care au dezvoltat o pompă complet moale, de la electrozii până la nivelul molecular. Noua pompă cântărește aproximativ un gram și este complet silențioasă, utilizând o cantitate foarte mică de energie. Puterea provine de la un circuit de 2 cm x 2 cm și o baterie reîncărcabilă. Această nouă pompă ar putea, de asemenea, să elimine nevoia de a utiliza cabluri.

Herbert Shea, directorul LMTS, a vorbit despre noua tehnologie.

“Dacă vrem să acționăm roboți mai mari, conectăm mai multe pompe împreună”, a spus Shea. “Considerăm aceasta o schimbare de paradigmă în domeniul roboților moi.”

Cercetătorii și-au publicat lucrarea într-un articol în revista Nature.

O altă modalitate în care pompele moi pot fi utilizate este pentru a circula lichide prin îmbrăcăminte inteligentă. Aceasta ar fi realizată prin deplasarea lichidelor prin tuburi flexibile subțiri înglobate în îmbrăcăminte. Există multe posibilități pentru aceasta, inclusiv răcirea și încălzirea diferitelor zone ale corpului prin deplasarea lichidelor în aceste zone. Multe profesii ar putea beneficia de această tehnologie, inclusiv chirurgi, atleți și piloți.

Noile pompe moi sunt “bazate pe mecanismul fizic utilizat astăzi pentru a circula lichidul de răcire în sisteme precum supercalculatoarele”. Dispunerea pompei include un canal tubular cu un diametru de 1 mm, iar în interiorul său se află rânduri de electrozi imprimați. În interiorul pompei se află un lichid dielectric. Se aplică tensiuni, iar electronii trec de la electrozi la lichid. Acest lucru face ca unele molecule să devină încărcate electric. Aceste molecule sunt apoi atrase de alți electrozi și trag lichidul prin tub cu ele. Conform lui Vito Cacucciolo, un postdoctorand la LMTS și autorul principal al studiului, “Putem accelera fluxul prin ajustarea câmpului electric, dar rămâne complet silențios”.

Această tehnologie este deja testată în unele domenii. Cercetătorii au reușit să implanteze cu succes pompa într-un deget robotic, care este utilizat în mod obișnuit în laboratoarele de robotică. Cercetătorii lucrează, de asemenea, cu laboratorul lui Koichi Suzumori din Japonia, unde lucrează la mușchi artificiali acționați de lichide și exoschelete flexibile.

Echipa de cercetători a utilizat, de asemenea, noua tehnologie într-o mănușă de pânză. Mănușa are tuburi prin care poate circula lichid pentru a încălzi și răci diferite zone ale mănușii. “Funcționează un pic ca sistemul de încălzire și răcire de acasă”, a spus Cacucciolo.

Această nouă tehnologie va continua să se dezvolte și este probabil să atragă companii din diverse domenii. Unele au arătat deja interes de la început. Există multe posibilități cu noii roboți moi și pompe extensibile care pot ajuta la dezvoltarea multor produse de interfață om-robot.