Los investigadores de Cornell han descubierto cómo alimentar robots simples con una sustancia novedosa que, cuando se calienta, puede expandirse más de 10 veces en tamaño, cambia su viscosidad en un factor de 10 y pasa de gránulos regulares a muy irregulares con una fuerza sorprendente.

También se puede comer con un poco de mantequilla y sal.

"Actuadores robóticos impulsados ​​por palomitas de maíz, "un artículo reciente escrito en coautoría por el estudiante de doctorado Steven Ceron, Ingeniería Mecánica, y Kirstin H. Petersen, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática, examina cómo las cualidades únicas de las palomitas de maíz pueden alimentar dispositivos robóticos de bajo costo que agarran, expandir o cambiar la rigidez.

"El objetivo de nuestro laboratorio es intentar hacer robots muy minimalistas que, cuando se despliega en grandes cantidades, todavía puede lograr grandes cosas, "dijo Petersen, que dirige el Laboratorio de Inteligencia Colectiva Incorporada de Cornell. "Los robots simples son baratos y menos propensos a fallas y desgaste, por lo que podemos tener muchos funcionando de forma autónoma durante mucho tiempo. Por eso siempre estamos buscando ideas nuevas e innovadoras que nos permitan tener más funcionalidades por menos, y las palomitas de maíz es una de esas ".

El estudio es el primero en considerar alimentar robots con palomitas de maíz, que es económico, fácilmente disponibles, biodegradable y por supuesto, comestible. Dado que los granos pueden expandirse rápidamente, ejerciendo fuerza y ​​movimiento cuando se calienta, potencialmente podrían alimentar robots saltadores en miniatura. Los dispositivos comestibles se pueden ingerir para procedimientos médicos. La mezcla de duro Los gránulos sin reventar y las palomitas de maíz más ligeras podrían reemplazar los fluidos en robots blandos sin la necesidad de bombas de aire o compresores.

"Las bombas y los compresores tienden a ser más costosos, y añaden mucho peso y gastos a su robot, "dijo Ceron, el autor principal del artículo. "Con palomitas de maíz, en algunas de las demostraciones que mostramos, solo necesita aplicar voltaje para que los núcleos exploten, por lo que eliminaría todas las piezas voluminosas y caras de los robots ".

Dado que los granos no se pueden encoger una vez que han aparecido, un mecanismo de palomitas de maíz generalmente se puede usar solo una vez, aunque son concebibles múltiples usos porque los granos reventados pueden disolverse en agua, Dijo Ceron.

Los investigadores experimentaron con palomitas de maíz Amish Country Extra Small, que eligieron porque la marca no usaba aditivos. La variedad extrapequeña tuvo la relación de expansión más alta de las que probaron.

Después de estudiar las propiedades de las palomitas de maíz utilizando diferentes tipos de calentamiento, los investigadores construyeron tres actuadores robóticos simples:dispositivos utilizados para realizar una función.

Para un actuador de interferencia, Se utilizaron 36 granos de palomitas de maíz calentadas con alambre de nicromo para endurecer una viga de silicona flexible. Para un actuador de elastómero, construyeron una pinza blanda de tres dedos, cuyos dedos de silicona estaban rellenos de palomitas de maíz calentadas con alambre de nicromo. Cuando los granos estallaron, la expansión ejerció presión contra las paredes externas de los dedos, haciéndolos rizar. Para un actuador de origami, Doblaron bolsas de palomitas de maíz orgánicas recicladas de Newman's Own en pliegues de fuelle de origami, los llenó de granos y los puso en el microondas. La expansión de los granos fue lo suficientemente fuerte como para soportar el peso de una pesa rusa de nueve libras.

El documento fue presentado en la Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Automatización en mayo y fue coautor con Aleena Kurumunda '19, Eashan Garg '20, Mira Kim '20 y Tosin Yeku '20. Petersen dijo que espera que inspire a los investigadores a explorar las posibilidades de otros materiales no tradicionales.

"La robótica es muy buena para adoptar nuevas ideas, y podemos ser muy creativos sobre lo que usamos para generar propiedades multifuncionales, ", dijo." Al final, encontramos soluciones muy simples para problemas bastante complejos. No siempre tenemos que buscar soluciones de alta tecnología. A veces, la respuesta está frente a nosotros ".

El trabajo fue apoyado por la Iniciativa de Aprendizaje de Ingeniería de Cornell, el premio Cornell a la carrera temprana de ingeniería eléctrica y computacional y la beca Cornell Sloan.