Accionado por una reacción química controlada por microfluidos y fabricado mediante impresión 3D, "Octobot" no tiene ninguna parte electrónica o metálica.Los pulpos han sido durante mucho tiempo una fuente de inspiración en la robótica blanda. Pese a carecer de esqueleto interno, estas curiosas criaturas pueden realizar increíbles hazañas de fuerza y habilidad.
Inspirados en los pulpos, Octobot es la nueva creación de un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Harvard. Se trata del primer robot compuesto íntegramente por materiales blandos capaz de moverse sin necesidad de baterías ni cables, y creado mediante la combinación de una nueva técnica de impresión 3D y litografía blanda. Los resultados del trabajo se publican esta semana en la revista Nature.
El Octobot de Harvard está basado en un sistema neumático accionado por gas a presión. Una reacción en el interior del robot transforma una pequeña cantidad de combustible líquido (peróxido de hidrógeno) en una gran cantidad de gas que desemboca en los brazos de Octobot y los infla como un globo.
Michael Wehner, quien realiza su post doctorado en el proyecto comenta que: "lo maravilloso de peróxido de hidrógeno es que una simple reacción química con un catalizador - en este caso, el platino - nos permite sustituir las fuentes de energía rígidas."
Uno de los problemas que existían en el desarrollo de esta nueva generación de robots fabricados con materiales blandos, era la alimentación energética, ya que hasta ahora en su construcción se hacia indispensable el uso de cables, baterías u otros componentes de electrónica tradicional.
Según explica a Sinc Ryan Truby, científico del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard y uno de los autores del estudio: “muchos grupos de investigación de todo el mundo están interesados en la creación de robots hechos de materiales blandos, pero estos sistemas todavía requieren fuentes de energía y electrónica convencionales que dificultan su desarrollo y sus posibles aplicaciones”.
“Hemos podido superar este reto gracias al uso combinado del peróxido de hidrógeno, utilizado como combustible, y un circuito lógico de microfluidos que permitió diseñar este robot sin necesidad de recurrir a las fuentes de energía ni a los sistemas electrónicos convencionales”, añade Truby.
El ingeniero indica que en la fabricación de Octobot se ha usado una mezcla de litografía blanda, piezas de fundición, y una nueva técnica de impresión 3D embebida llamada EMB3D.
“En total –añade– hemos utilizado tres tipos diferentes de materiales para hacer el robot: PDMS, un caucho de silicona común; un gel al que llamamos ’tinta fugitiva’, usada para imprimir las redes actuadoras del dispositivo, y reservorios de combustible. También hemos incluido una tinta catalítica que transporta partículas de platino que se convierten en catalizadores para la descomposición de combustible”.
La actual versión de Octobot tiene una autonomía de 10 minutos. “Sin embargo, nuestra estrategia de diseño nos permitirá en el futuro que estos robots funcionen con duraciones mucho más amplias, prácticamente del tiempo que se desee”, señala.
Respecto a las aplicaciones, Truby destaca que este tipo de robots blandos son más seguros y adecuados en aplicaciones que incluyan una interfaz entre máquinas y humanos. "Podrán ser usados en biomedicina y en tecnología wearable", subraya.
Los robots blandos son resistentes y tienen la capacidad de adaptarse a algunos entornos naturales mejor que los convencionales hechos de materiales rígidos. El nuevo enfoque de diseño y fabricación sienta las bases para una nueva generación de robots autónomos capaces de realizar funciones más complejas, dicen los autores.
El próximo reto de los científicos de Harvard será diseñar un robot que pueda arrastrarse, nadar e interactuar con el medio.
El Octobot de Harvard está basado en un sistema neumático accionado por gas a presión. Una reacción en el interior del robot transforma una pequeña cantidad de combustible líquido (peróxido de hidrógeno) en una gran cantidad de gas que desemboca en los brazos de Octobot y los infla como un globo.
Michael Wehner, quien realiza su post doctorado en el proyecto comenta que: "lo maravilloso de peróxido de hidrógeno es que una simple reacción química con un catalizador - en este caso, el platino - nos permite sustituir las fuentes de energía rígidas."
Uno de los problemas que existían en el desarrollo de esta nueva generación de robots fabricados con materiales blandos, era la alimentación energética, ya que hasta ahora en su construcción se hacia indispensable el uso de cables, baterías u otros componentes de electrónica tradicional.
Según explica a Sinc Ryan Truby, científico del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard y uno de los autores del estudio: “muchos grupos de investigación de todo el mundo están interesados en la creación de robots hechos de materiales blandos, pero estos sistemas todavía requieren fuentes de energía y electrónica convencionales que dificultan su desarrollo y sus posibles aplicaciones”.
“Hemos podido superar este reto gracias al uso combinado del peróxido de hidrógeno, utilizado como combustible, y un circuito lógico de microfluidos que permitió diseñar este robot sin necesidad de recurrir a las fuentes de energía ni a los sistemas electrónicos convencionales”, añade Truby.
El ingeniero indica que en la fabricación de Octobot se ha usado una mezcla de litografía blanda, piezas de fundición, y una nueva técnica de impresión 3D embebida llamada EMB3D.
“En total –añade– hemos utilizado tres tipos diferentes de materiales para hacer el robot: PDMS, un caucho de silicona común; un gel al que llamamos ’tinta fugitiva’, usada para imprimir las redes actuadoras del dispositivo, y reservorios de combustible. También hemos incluido una tinta catalítica que transporta partículas de platino que se convierten en catalizadores para la descomposición de combustible”.
La actual versión de Octobot tiene una autonomía de 10 minutos. “Sin embargo, nuestra estrategia de diseño nos permitirá en el futuro que estos robots funcionen con duraciones mucho más amplias, prácticamente del tiempo que se desee”, señala.
Respecto a las aplicaciones, Truby destaca que este tipo de robots blandos son más seguros y adecuados en aplicaciones que incluyan una interfaz entre máquinas y humanos. "Podrán ser usados en biomedicina y en tecnología wearable", subraya.
Los robots blandos son resistentes y tienen la capacidad de adaptarse a algunos entornos naturales mejor que los convencionales hechos de materiales rígidos. El nuevo enfoque de diseño y fabricación sienta las bases para una nueva generación de robots autónomos capaces de realizar funciones más complejas, dicen los autores.
El próximo reto de los científicos de Harvard será diseñar un robot que pueda arrastrarse, nadar e interactuar con el medio.
Fuente: National Geographic
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