(Noticias de Nanowerk) El hombre de hojalata no tenía uno. El Grinch era tres tallas más pequeño. Y en los robots blandos, las bombas accionadas electrónicamente que actúan como su «corazón» son tan voluminosas y rígidas que deben desacoplarse del cuerpo del robot, una desconexión que puede perder energía y hacer que los bots sean menos eficientes.
Ahora, una colaboración entre los investigadores de Cornell y el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. ha utilizado fuerzas hidrodinámicas y magnéticas para impulsar una bomba gomosa y deformable que puede dotar a los robots blandos de un sistema circulatorio, imitando así la biología animal.
«Estas bombas suaves distribuidas funcionan mucho más como los corazones humanos y las arterias que suministran sangre», dijo Rob Shepherd, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Facultad de Ingeniería, quien dirigió el equipo de Cornell. “Teníamos sangre de robot que liberamos de nuestro grupo y ahora tenemos corazones de robot. Combinar los dos producirá máquinas más realistas”.
El artículo del grupo, publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias («Levitación magnetohidrodinámica para bombas flexibles de alto rendimiento»). El autor principal del artículo fue el becario postdoctoral Yoav Matia.
El Laboratorio de Robótica Orgánica de Shepherd ha utilizado históricamente compuestos de materiales blandos para diseñar todo, desde la «piel» del sensor elástico hasta las pantallas Braille alimentadas por combustión y la ropa que monitorea el rendimiento deportivo, además de una colección de robots blandos que caminan, gatean, nadan y sudan. Muchas de las creaciones del laboratorio podrían tener aplicaciones prácticas en la atención y rehabilitación de pacientes.
Al igual que los animales, los robots blandos requieren un sistema circulatorio para almacenar energía y potenciar sus extremidades y movimientos para completar tareas complejas.
La nueva bomba elastomérica consta de un tubo de silicona suave equipado con bobinas de alambre llamadas solenoides envueltas alrededor de su exterior. Los espacios entre vueltas permiten que el tubo se doble y se estire. Dentro del tubo hay un imán de núcleo sólido rodeado por un fluido magnetorreológico, un fluido que se endurece cuando se expone a un campo magnético, manteniendo el núcleo centrado y creando un sello crucial. Dependiendo de la aplicación del campo magnético, el núcleo magnético se puede mover hacia adelante y hacia atrás como un pistón flotante para empujar líquidos, como agua y aceites finos, hacia adelante con fuerza continua y sin atascarse.
«Estamos operando a presiones y caudales que son 100 veces más altos que otras bombas blandas», dijo Shepherd, quien se desempeñó como autor principal de la publicación junto con Nathan Lazarus del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. “En comparación con las bombas duras, seguimos siendo unas 10 veces menos potentes. Esto significa que no podemos prensar aceites realmente viscosos a velocidades de flujo muy altas”.
Los investigadores realizaron un experimento para demostrar que el sistema de bombeo puede mantener un rendimiento continuo bajo grandes deformaciones y rastrearon los parámetros de rendimiento para que las iteraciones futuras puedan adaptarse a diferentes tipos de robots.
“Nos pareció importante tener relaciones de escala para todos los diferentes parámetros de la bomba de modo que cuando diseñemos algo nuevo con diferentes diámetros de tubo y diferentes longitudes, sepamos cómo ajustar la bomba para el rendimiento deseado. dijo pastor.
