Ingenieros suizos y japoneses han creado una bomba completamente blanda para alimentar fluido dieléctrico. Funciona gracias a los pares de electrodos entre los cuales se produce un campo eléctrico. Los electrodos ionizan y aceleran ciertas partículas del líquido, lo que acelera a su vez todo el flujo, dicen los autores del artículo publicado en Nature.

Casi todos los robots en serie existentes y sus prototipos están hechos de componentes rígidos. Incluso si la carcasa exterior del robot está hecha de material blando, las tarjetas de control son rígidas, las baterías y los motores eléctricos generalmente se encuentran dentro de él. Tal dispositivo no siempre se puede usar en contacto con una persona, e incluso esto hace que el diseño sea inestable a una deformación severa.

Debido a eso, hay un campo de robótica en el que los investigadores están desarrollando análogos completamente blandos de los componentes necesarios. Por ejemplo, ya se han desarrollado circuitos lógicos de microfluidos suaves, válvulas e incluso un generador de anillo.

La nueva bomba

Ahora, los ingenieros dirigidos por Herbert Shea de la Escuela Politécnica Federal de Lausana han creado una bomba para robots blandos que no utiliza componentes rígidos. Consiste en dos capas, entre las cuales en el centro hay un canal para un líquido. A los lados del canal hay dos electrodos hechos en forma de peine, y las protuberancias están desplazadas de manera que se ubican entre un electrodo y otro.

La bomba funciona debido al hecho de que cuando se aplica un voltaje suficientemente grande, la intensidad del campo eléctrico excede un cierto umbral y comienza la emisión de electrones de los electrodos. Estos ionizan algunas partículas fluidas. Debido a que los iones reciben una carga negativa, comienzan a moverse bajo la influencia de un campo eléctrico hacia el ánodo. Estos iones móviles actúan sobre las partículas vecinas y finalmente aceleran todo el flujo.

Los ingenieros crearon dos configuraciones de bomba diferentes a partir de diferentes materiales, aunque el polidimetilsiloxano transparente se utiliza como cuerpo en ambas versiones. Las diferencias radican principalmente en el material de los electrodos: un compuesto con partículas de carbono o plata. Además, se usaron diferentes fluidos dieléctricos en las bombas prototipo.

A pesar de que el diseño de ambas opciones es el mismo, la diferencia en los materiales provoca una cierta diferencia en las propiedades, tanto cuantitativas como cualitativas. Por ejemplo, la modificación de carbono le permite elegir la dirección del movimiento del fluido solo al comienzo del trabajo, mientras que una bomba con electrodos plateados le permite cambiar entre dos direcciones.

Además, los electrodos de plata tienen una vida útil mucho más larga (muchas horas versus solo 15 minutos), y también crean más presión (14 kilopascales versus 7), Al mismo tiempo tienen un voltaje de trabajo mínimo más grande (5 kilovoltios versus 2.5) y mayor tiempo de respuesta

Los autores crearon varios prototipos. Uno de ellos demostró cómo se bombea fluido de un tanque a otro. Otro prototipo consistió en un recipiente con líquido y un “dedo” de varios recipientes. Bombear fluido desde un depósito grande hacia una bomba pequeña hace que toda la estructura se doble. Finalmente, los ingenieros crearon un guante calentado que bombea fluido del calentador en la muñeca a la muñeca.

Además de los componentes blandos individuales, ya existen robots autónomos completamente blandos. Hace solo un mes hablamos de una pequeña robo-medusa que utiliza fuerza magnética para moverse.

Fuente: nmas1.org