Justo cuando parecía que los robots no podían enfriarse, los investigadores de la Universidad de Cornell han creado un músculo robot blando que puede regular su temperatura mediante la sudoración
Esta forma de gestión térmica es un componente básico para permitir que los robots sin ataduras y de alta potencia funcionen durante largos períodos de tiempo sin sobrecalentamiento, según Rob Shepherd, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en Cornell, quien dirigió el proyecto.
El artículo del equipo, "Transpiración autónoma en actuadores de hidrogel impresos en 3D", publicado en Ciencia Robótica .
Según Shepherd, uno de los obstáculos para hacer robots duraderos, adaptables y ágiles es controlar la temperatura interna de los robots. Si los motores de alta densidad de par y los motores exotérmicos que alimentan un robot se sobrecalientan, el robot dejará de funcionar.
Este es un problema particular para los robots blandos, que están hechos de materiales sintéticos. Aunque son más flexibles, mantienen su calor, a diferencia de los metales, que disipan el calor rápidamente. Una tecnología de enfriamiento interno, como un ventilador, puede no ser de mucha ayudaporque ocuparía espacio dentro del robot y agregaría peso.
El equipo de Shepherd se inspiró en el sistema de enfriamiento natural que existe en los mamíferos: la sudoración.
"La capacidad de transpirar es una de las características más notables de los humanos", dijo el co-autor principal TJ Wallin, científico investigador de Facebook Reality Labs. "La sudoración aprovecha la pérdida de agua evaporada para disipar rápidamente el calor y puede enfriarse por debajola temperatura ambiente ambiental ... Así que, como suele ser el caso, la biología nos brindó una excelente guía como ingenieros ".
El equipo de Shepherd se asoció con el laboratorio del profesor de ingeniería de Cornell, Emmanuel Giannelis, para crear los materiales de nanopolímeros necesarios para la sudoración a través de una técnica de impresión 3D llamada estereolitografía de materiales múltiples, que utiliza luz para curar la resina en formas prediseñadas.
Los investigadores fabricaron actuadores en forma de dedo compuestos por dos materiales de hidrogel que pueden retener agua y responder a la temperatura, en efecto, esponjas "inteligentes". La capa base, hecha de poli-N-isopropilacrilamida, reacciona a temperaturas superiores a 30 C 86F al encogerse, lo que exprime el agua en una capa superior de poliacrilamida que está perforada con poros del tamaño de micras. Estos poros son sensibles al mismo rango de temperatura y se dilatan automáticamente para liberar el "sudor", y luego se cierran cuando la temperatura cae por debajo30 C.
Los investigadores encontraron que la evaporación de esta agua reduce la temperatura de la superficie del actuador en 21 C en 30 segundos, un proceso de enfriamiento que es aproximadamente tres veces más eficiente que en los humanos. Los actuadores pueden enfriarse aproximadamente seis veces más rápido cuando están expuestosenrollar desde un abanico
Una desventaja de la tecnología es que puede dificultar la movilidad de un robot. También existe la necesidad de que los robots repongan su suministro de agua, lo que ha llevado a Shepherd a imaginar robots blandos que algún día no solo transpirarán como mamíferos, sino que beberán comoellos tambien.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por David Nutt. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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