Según Rob Shepherd, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en Cornell, quien dirigió el proyecto, esta nueva manera de gestión térmica es un componente básico para permitir que los robots de alta potencia funcionen durante largos periodos de tiempo sin sobrecalentarse.
En palabras de Shepherd, uno de los obstáculos para para crear robots duraderos, adaptables y ágiles es controlar la temperatura interna de los robots. Si los motores que alimentan un robot se sobrecalientan, el robot dejará de funcionar.
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Este es un gran problema para el funcionamiento de los robots blandos, que están hechos de materiales sintéticos. Aunque son más flexibles y mantienen su calor a diferencia de los metales, una tecnología de refrigeración interna puede no ser de gran ayuda porque ocuparía un gran espacio dentro del robot y por tanto sería más peso.
Por tanto, el equipo de Shepherd decidió inspirarse en el sistema de enfriamiento natural que existe en los mamíferos: la sudoración.
“La capacidad de transpirar es una de las características más notables de los humanos“, dijo el coautor principal, TJ Wallin, científico investigador de Facebook Reality Labs.
“La sudoración aprovecha la pérdida de agua evaporada para disipar rápidamente el calor y puede enfriarse por debajo de la temperatura ambiente ambiental … Entonces, como suele ser el caso, la biología nos brindó una excelente guía como ingenieros”.
El equipo de Shephers se asoció con el laboratorio del profesor de ingeniería de Cornell, Emmanuel Giannelis, para crear los materiales nanopolímeros necesarios para la sudoración gracias a una técnica de impresión 3D llamada estereolitografía de materiales múltiples, que utiliza luz para curar la resina en formas prediseñadas.
Los investigadores fabricaron actuadores en forma de dedo que estaban compuestos por dos materiales de hidrogel que pueden retener agua y responder a la temperatura como si fueran esponjas “inteligentes”. La capa base está hecha de poli-N-isopropilacrilamida, que reacciona a temperaturas superiores a 30 C (86 F) al encogerse, lo que exprime el agua en una capa superior hecha de poliacrilamida perforada con poros de tamaño micrométrico. Estos poros presentan sensibilidad al mismo rango de temperatura y se dilatan automáticamente para para liberar el “sudor”, luego se cierran cuando la temperatura cae por debajo de 20 C.
La evaporación de esta agua permite reducir la temperatura de la superficie del actuador en 21 C en 30 segundos, un proceso de enfriamiento que es aproximadamente tres veces más eficiente que en los seres humanos. Los actuadores pueden enfriarse aproximadamente seis veces más rápido cuando se exponen al viento de un ventilador.
Quizá una desventaja de esta tecnología es que puede dificultar la movilidad de un robot. También es necesario que los robots repongan su suministro de agua, lo que ha llevado a Shepherd a imaginar robots blandos que algún día solo transpirarán como mamíferos, sino que también beberán como ellos.
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