Investigadores de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) y el California NanoSystems Institute en Los Ángeles han desarrollado recientemente un robot de natación suave basado en un oscilador de hidrogel autosostenido. Este robot presentado en un artículo publicado en Ciencia Robótica , funciona con una entrada de luz constante sin necesidad de batería.

"Cuando alumbré una luz suave, pilar de hidrogel de respuesta rápida, Observé que el pilar comenzaba a oscilar alrededor del haz óptico, "Yusen Zhao, un doctorado estudiante involucrado en la investigación, dijo. "Me pareció muy intrigante, y me pregunté:¿Cómo puede una entrada constante producir una salida intermitente? ¿En qué condiciones se produce la oscilación? ¿Sería lo suficientemente poderoso como para propulsarse y nadar en el agua? y eventualmente conducir a velas solares? Con estas preguntas, Continué estudios sistemáticos con el objetivo de lograr estos objetivos ".

Zhao y sus colegas desarrollaron un oscilador suave hecho de un gel suave que responde a la luz, que se moldea en forma de pilar o tira. Cuando la luz incide en un punto de este pilar de gel, se absorbe automáticamente y se convierte en calor. El punto calentado localmente en el robot hace que expulse parte de su agua y reduzca su volumen, resultando en su cola doblada hacia la fuente de luz.

"Después de que se dobla, la cola misma bloquea la luz, "Zhao explicó." Por lo tanto, el punto sombreado se enfría instantáneamente y vuelve a hincharse, lo que hace que la cola descienda de nuevo. Este proceso se repite rápidamente, resultando en un movimiento de aleteo que dura todo el tiempo que se aplica la luz ".

Como el pilar de gel está hecho para ser de composición homogénea y geométricamente simétrica, es capaz de responder a la luz desde direcciones arbitrarias, que puede cubrir casi todo el espacio 3D. El oscilador presenta grados de libertad casi infinitos, una ventaja importante para la robótica.

Los investigadores evaluaron su robot de natación con su cuerpo flotando en la superficie del agua y su cola debajo de la línea de flotación para determinar la efectividad de su diseño. Descubrieron que mientras la luz brillaba en la cola del robot, osciló hacia arriba y hacia abajo, en última instancia, impulsando al robot a nadar lejos de la luz. Esta característica única de moverse siguiendo la dirección de una fuente de luz imitó los comportamientos de fototaxis de muchos animales vivos como el plancton y las polillas. proporcionando un medio útil de navegación y maniobra a través de control remoto.

"La belleza del robot blando es la simplicidad de su diseño, "Ximin He, Supervisor de Zhao en el estudio, dijo a TechXplore. "Todo el robot está hecho de un solo hidrogel homogéneo, lo que simplifica enormemente la fabricación y la hace de bajo costo ".

Para fabricar el oscilador de hidrogel autosostenido y darle la forma deseada, los investigadores inyectaron la solución precursora en un molde predefinido, Curado con UV el gel, y lo saqué del molde. Como el principio detrás de la realización del robot es muy general y de amplia aplicación, el oscilador se puede construir con muchos materiales.

"Es emocionante haber descubierto un nuevo principio universal de generar movimiento oscilatorio con una fuente de energía ambiental, "Dijo." Con esto, nos dimos cuenta de que los estímulos ambientales constantes, como la luz, Puede generar una poderosa oscilación con un material tan simple para propulsarse y moverse en el agua, guiado por la luz direccionalmente. Esto proporciona un medio general de recolectar y convertir la energía ambiental en energía cinética y muchas otras formas de energía para realizar un trabajo significativo ".

En su estudio, Zhao, Él y sus colegas dieron a conocer una nueva metodología para generar movimientos oscilatorios utilizando fuentes de energía naturales. Los investigadores que adoptan esta metodología para construir osciladores pueden elegir entre una amplia gama de materiales sensibles a estímulos, según el tipo de energía que deseen cosechar.

El robot de natación creado por los investigadores funciona con fotooscilación, y sus movimientos son guiados por luz constante; por lo tanto, está desatado, sin batería e inteligente. Es uno de los primeros robots completamente blandos jamás desarrollado que también es liviano, de bajo costo y de fácil implementación.

"Ahora planeamos optimizar aún más los materiales para poder oscilar en condiciones más amplias, como la temperatura, longitudes de onda de luz, etc., ", Dijo Zhao." También estamos buscando más aplicaciones, como la detección de señales, recolección de energía, y otros movimientos robóticos ".

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