Los ingenieros de la Universidad Carnegie Mellon han desarrollado un material blando con conductividad similar al metal y propiedades de autorreparación que es el primero en mantener suficiente adherencia eléctrica para admitir motores y componentes electrónicos digitales. Este avance, publicado en Nature Electronics, marca un gran avance en softbotics y en los campos de la robótica, la electrónica y la medicina.
En la Universidad Carnegie Mellon, softbotics representa una nueva generación de máquinas blandas y robots fabricados con materiales multifuncionales que tienen detección, actuación e inteligencia integradas.
El equipo de investigación presentó el material, un compuesto de organogel lleno de metal líquido con alta conductividad eléctrica, baja rigidez, alta capacidad de estiramiento y propiedades de autorreparación en tres aplicaciones:
- robot resistente a los daños inspirado en un caracol
- circuito modular para alimentar un coche de juguete
- bioelectrodo reconfigurable para medir la actividad muscular en diferentes lugares del cuerpo
« Este es el primer material blando que puede mantener una conductividad eléctrica lo suficientemente alta como para soportar la electrónica digital y los dispositivos que consumen mucha energía », dijo el autor principal Carmel Majidi, profesor de Ingeniería Mecánica. « Hemos demostrado que en realidad puedes impulsar motores con él ».
El robot caracol completamente sin ataduras usó el material conductor autorreparable en su exterior suave, que estaba incrustado con una batería y un motor eléctrico para controlar el movimiento. Durante la demostración, el equipo cortó el material conductor y observó cómo su velocidad disminuía en más del 50 %. Debido a sus propiedades de autorreparación, cuando el material se volvió a conectar manualmente, el robot restableció su conexión eléctrica y recuperó el 68% de su velocidad original.
El material también puede actuar como bloque de construcción modular para circuitos reconfigurables. En su demostración, una pieza de gel conectó inicialmente el carro de juguete a un motor. Cuando el equipo dividió ese gel en tres secciones y conectó una sección a un LED montado en el techo, pudieron restablecer la conexión del automóvil con el motor utilizando las dos secciones restantes.
« En la práctica, habrá casos en los que desee reutilizar y reciclar estos componentes electrónicos similares a gel en diferentes configuraciones, y nuestra demostración de autos de juguete muestra que eso es posible », explicó Majidi.
Por último, el equipo demostró la capacidad del material para reconfigurarse para obtener lecturas de electromiografía (EMG) de diferentes lugares del cuerpo. Debido a su diseño modular, el organogel puede reajustarse para medir la actividad de la mano en los músculos anteriores del antebrazo y en la parte posterior de la pierna para medir la actividad de la pantorrilla. Esto abre las puertas a las interfaces electrónicas de tejido como EMG y EKG que utilizan materiales blandos y reutilizables.
« Softbotics se trata de integrar a la perfección la robótica en la vida cotidiana, poniendo a los humanos en el centro », explicó Majidi. nuestro gel se puede usar como un bioelectrodo que interactúa directamente con la electrónica montada en el cuerpo que puede recopilar información y transmitirla de forma inalámbrica ».
En el futuro, Majidi espera unir este trabajo sobre tejido nervioso artificial con su investigación sobre músculos artificiales para construir robots hechos completamente de materiales blandos similares a gel.
Vídeo : https://youtu.be/E4nBsJGkK7Y