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La bebida más caliente del verano puede ser la SEAS-colada. Esto es lo que necesitas para hacerlo: ginebra, jugo de piña, leche de coco y una bomba peristáltica suave basada en un actuador de elastómero dieléctrico. Desafortunadamente, el último componente sólo se puede encontrar en el laboratorio de Robert Wood, profesor Harry Lewis y Marlyn McGrath de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.
Por ahora.
Wood y su equipo diseñaron la bomba para resolver un desafío importante en la robótica blanda: cómo reemplazar componentes de potencia tradicionalmente voluminosos y rígidos con alternativas blandas.
Durante los últimos años, el Laboratorio de Microrobótica de Wood en SEAS ha estado desarrollando análogos blandos de componentes robóticos tradicionalmente rígidos, incluidas válvulas y sensores. En los sistemas robóticos impulsados por fluidos, las bombas controlan la presión o el flujo del líquido que impulsa el movimiento del robot. La mayoría de las bombas disponibles hoy en día para robótica blanda son demasiado grandes y rígidas para caber a bordo, no son lo suficientemente potentes para su accionamiento o solo funcionan con fluidos específicos.
El equipo de Wood desarrolló una bomba compacta y blanda con flujo de presión ajustable, lo suficientemente versátil como para bombear una variedad de fluidos con viscosidad variable, incluidos ginebra, jugo y leche de coco, y lo suficientemente potente como para alimentar dispositivos hápticos blandos y un dedo robótico blando.
El tamaño, la potencia y la versatilidad de la bomba abren una gama de posibilidades para los robots blandos en una variedad de aplicaciones, incluida la manipulación de alimentos, la fabricación y la terapéutica biomédica.
La investigación fue publicada recientemente en Science Robotics.
Las bombas peristálticas se utilizan ampliamente en la industria. Estas máquinas simples utilizan motores para comprimir un tubo flexible, creando un diferencial de presión que fuerza al líquido a través del tubo. Este tipo de bombas son especialmente útiles en aplicaciones biomédicas porque el fluido no toca ningún componente de la bomba.
"Las bombas peristálticas pueden suministrar líquidos con una amplia gama de viscosidades, suspensiones de partículas-líquido o fluidos como la sangre, lo que supone un desafío para otros tipos de bombas", dijo el primer autor Siyi Xu, ex estudiante de posgrado en SEAS y actual becario postdoctoral. en el laboratorio de Wood.
A partir de investigaciones anteriores, Xu y el equipo diseñaron actuadores de elastómero dieléctrico (DEA) accionados eléctricamente para actuar como motor y rodillos de la bomba. Estos actuadores blandos tienen una densidad de potencia ultraalta, son livianos y pueden funcionar durante cientos de miles de ciclos.
El equipo diseñó una serie de DEA que se coordinan entre sí, comprimiendo un canal de tamaño milimétrico en una secuencia programada para producir ondas de presión.
El resultado es una bomba de un centímetro lo suficientemente pequeña como para caber a bordo de un pequeño robot blando y lo suficientemente potente como para activar el movimiento, con presión, caudal y dirección de flujo controlables.
"También demostramos que podíamos ajustar activamente la salida del flujo continuo a las gotas variando los voltajes de entrada y la resistencia de salida, en nuestro caso el diámetro de la aguja roma", dijo Xu. "Esta capacidad puede permitir que la bomba sea útil no sólo para robótica sino también para aplicaciones de microfluidos".
"La mayoría de los robots blandos contienen componentes rígidos en algún lugar de su tren motriz", dijo Wood. "Este tema comenzó como un esfuerzo por cambiar una de esas piezas clave, la bomba, por una alternativa blanda. Pero en el camino nos dimos cuenta de que las bombas blandas compactas pueden tener una utilidad mucho mayor, por ejemplo en entornos biomédicos para la administración de fármacos o implantes. dispositivos terapéuticos."
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