Primer robot acuoso autoalimentado que funciona continuamente sin electricidad

Antes de que un robot pueda ponerse a trabajar, necesita energía, normalmente de la electricidad o de una batería.

Sin embargo, incluso el robot más sofisticado puede quedarse sin energía.

Durante muchos años, los científicos han querido hacer un robot que pueda funcionar de forma autónoma y continua, sin entrada eléctrica.

Ahora, científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) y la Universidad de Massachusetts Amherst han demostrado precisamente eso, a través de robots líquidos que “caminan sobre el agua” que, como pequeños submarinos , buceen bajo el agua para recuperar químicos preciosos, y luego salgan a la superficie para entregar los químicos “a tierra” una y otra vez.

La nueva tecnología logra el primer robot autoalimentado, acuoso que funciona continuamente sin electricidad.

Tiene potencial como una síntesis química automatizada o sistema de administración de fármaco para productos farmacéuticos.

“Hemos roto una barrera en el diseño de un sistema robótico líquido que puede funcionar de forma autónoma mediante el uso de la química para controlar la flotabilidad de un objeto”, dijo el autor principal, Tom Russell, un científico de la facultad visitante y profesor de ciencia de los polímeros y la ingeniería de la Universidad de Massachusetts Amherst.

Russell dijo que la tecnología avanza de manera significativa una familia de dispositivos robóticos llamados “liquibots.”

En estudios previos, otros investigadores demostraron que liquibots autónomos realizan una tarea, pero sólo una vez; y algunos liquibots pueden realizar una tarea de forma continua, pero necesitan de electricidad para mantener en funcionamiento.

Por el contrario, “no tenemos que proporcionar energía eléctrica porque nuestros liquibots obtienen su energía o‘alimento’ químicamente a partir de los medios circundantes”, explicó Russell.

A través de una serie de experimentos en la División de Ciencias de los Materiales del laboratorio de Berkeley, Russell y primer autor Ganhua Xie, ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Berkeley que ahora es un profesor de la Universidad de Hunan en China, aprendieron que “alimentar” con sal a los liquibots los hace más pesados o más densos que la solución líquida que les rodea.

Experimentos adicionales de co-investigadores Paul Ashby y Brett Helms en laboratorio de Berkeley Molecular Foundry revelaron cómo respaldar los liquibots transportan productos químicos.

Debido a que son más densos que la solución, los liquibots,que parecen pequeños sacos abiertos, y son sólo 2 milímetros de diámetro, se unen en medio de la solución en la que se llenan con ciertas sustancias químicas.

Esto desencadena una reacción que genera burbujas de oxígeno, que como pequeños globos levantan el liquibot hasta la superficie.

Otra reacción tira de los liquibots a “tierra” y descargan su carga.

Los liquibots van y vienen, como el péndulo de un reloj, y pueden funcionar continuamente siempre y cuando haya “comida” en el sistema.

Dependiendo de su formulación, una serie de liquibots podría llevar a cabo diferentes tareas al mismo tiempo.

Por ejemplo, algunos liquibots podrían detectar diferentes tipos de gas en el medio ambiente, mientras que otros reaccionan a tipos específicos de productos químicos.

La tecnología también puede permitir que los sistemas robóticos autónomos, monitoreen muestras químicas para aplicaciones clínicas, o el descubrimiento de fármacos y aplicaciones de síntesis de drogas.

Fuente: Nature Chemistry