Robots no necesitarán motores, gracias a un material actuador activado por luz

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Los futuros robots no necesitarán motores: ingenieros de Hong Kong desarrollan el primer material actuador de hidróxido de níquel que puede ser activado por la luz visible.

Este material actuador de hidróxido de níquel puede activarse tanto por luz como por electricidad.

Un equipo de ingeniería mecánica dirigido por el profesor Alfonso Ngan Hing-wan, catedrático en Ciencia e Ingeniería de Materiales, y profesor de Kingboard en Ingeniería de Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad de Hong Kong (HKU) presenta un novedoso material actuador – hidróxido de níquel – oxihidróxido – que puede ser alimentado por luz visible, electricidad y otros estímulos.

La acción del material puede ser disparada instantáneamente por luz para producir una deformación rápida y ejercer una fuerza equivalente a 3000 veces su propio peso.

El costo del material de un actuador típico es bajo y se puede fabricar fácilmente en tres horas.

Entre los diversos estímulos, los materiales de accionamiento inducidos por la luz son muy deseables porque permiten el funcionamiento inalámbrico de los robots.

Sin embargo, muy pocos materiales de iluminación han estado disponibles en el pasado, y sus materiales y costos de producción son altos, lo que dificulta su desarrollo en aplicaciones reales como músculos artificiales para robótica, dispositivos de ayuda humana, herramientas quirúrgicas y de diagnóstico mínimamente invasivas.

La investigación en materiales de accionamiento puede cambiar radicalmente el concepto de los robots que ahora son principalmente motorizados.

Por lo tanto, los materiales que pueden ser activados por estímulos inalámbricos, incluyendo un cambio en temperatura, humedad, campos magnéticos y luz, es uno de los principales focos de investigación en los últimos años.

En particular, nunca se ha logrado un material que pueda ser accionado por luz visible y que produzca una actuación fuerte, rápida y estable.

El novedoso material de accionamiento puede ser accionado por luz a una intensidad relativamente baja para producir un alto estrés y velocidad comparable a los músculos esqueléticos de mamíferos.
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Este novedoso material también puede ser activado por electricidad, lo que le permite integrarse en la presente tecnología de robótica bien desarrollada.

También es sensible a los cambios de calor y humedad, por lo que podría ser aplicado en máquinas autónomas que aprovechen pequeños cambios de energía en el ambiente.

Debido a que el componente principal es el níquel, el costo del material es bajo.

La fabricación solo involucra electrodeposición, que es un proceso simple, y el tiempo requerido para la fabricación es de alrededor de tres horas, por lo tanto, el material puede escalarse fácilmente y fabricarse en la industria.

Produce una fuerza que corresponde aproximadamente a 3000 veces su propio peso.

Cuando se integra en una estructura bien diseñada, un “mini brazo” hecho por dos bisagras de materiales de accionamiento puede levantar fácilmente un objeto 50 veces de su peso.

De forma similar, al utilizar un bloqueador de luz, se fabricó un mini robot en el que solo la “pata delantera” se dobló y enderezó alternativamente y por lo tanto se mueve bajo iluminación para que pueda caminar hacia la fuente de luz.

Estos demuestran que son posibles aplicaciones futuras en micro-robótica, incluyendo robots de rescate.

Este material actuador de hidróxido de níquel, oxihidróxido, puede tener diferentes aplicaciones en el futuro, incluidos robots de rescate u otros mini-robots.

Fuente: Universidad de Hong Kong