Un músculo artificial transparente para permitir el camuflaje en robots blandos.
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Un músculo artificial transparente para permitir el camuflaje en robots blandos.

Credido: Wang et al.

La capacidad de volverse transparente es una ventaja evolutiva considerable, ya que permite a los animales mezclarse con su entorno, evitar a los depredadores y enmascarar sus movimientos. Los robots con capacidades similares podrían ser de gran valor para una serie de aplicaciones, por ejemplo, ayudar a la vigilancia y la investigación que implican la observación de animales en su hábitat natural.

Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur han fabricado recientemente un músculo artificial transparente que podría usarse para construir robots bioinspirados capaces de camuflarse. Esta estructura única, presentada en un artículo presentado en la Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Biomimética (ROBIO) de 2019, se basa en actuadores de elastómero dieléctrico (DEA), una clase de polímeros electroactivos comúnmente utilizados para fabricar robots blandos, músculos artificiales y dispositivos flexibles. .

A pesar de sus ventajosas propiedades, como su flexibilidad y conductividad eléctrica, los DEA convencionales son incapaces de imitar la apariencia transparente que adquieren los animales con capacidad de camuflaje. De hecho, la mayoría de estos polímeros están hechos de materiales oscuros viscosos, como grasa de carbono, que no pueden volverse transparentes. Los investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, por otro lado, construyeron su músculo artificial utilizando DEA que incorporan una mezcla de materiales más claros.

“En este trabajo, se demuestran músculos artificiales transparentes mediante la explotación de mezclas de poli (3,4-etilendioxitifeno): poli (estirenosulfonato) (PEDOT: PSS) y poliuretano a base de agua (WPU) como electrodos compatibles”, escriben los investigadores en su artículo.

A diferencia de la grasa de carbono y otros materiales en los que se basan típicamente los DEA, las mezclas PEDOT: PSS / WPU utilizadas por los investigadores son sólidas, conductoras, pero también transparentes. En una serie de evaluaciones iniciales, los músculos artificiales hechos de estas mezclas de materiales lograron una deformación del área inducida por voltaje del 200%, con una transmitancia del 88% en todo el espectro de luz visible.

Para demostrar la viabilidad y las ventajas de los músculos artificiales que crearon, los investigadores los utilizaron para fabricar un robot blando completamente transparente que puede mezclarse con el entorno que lo rodea. Este es uno de los primeros robots transparentes jamás desarrollados que es capaz de camuflarse de manera eficiente en tierra, lo que es mucho más difícil de lograr que la transparencia en el agua.

“El robot completamente transparente puede vibrar asimétricamente a frecuencias específicas y demuestra un movimiento de traslación mientras se camufla en fondos coloridos”, explican los investigadores en su artículo.

Los resultados iniciales son muy prometedores, ya que el robot que construyeron puede moverse de manera eficiente y ocultarse bien. En el futuro, el robot podría ayudar a los biólogos a estudiar el comportamiento animal que es difícil de observar, como la dinámica presa / depredador. Además, el mismo músculo artificial basado en PEDOT: PSS / WPU podría usarse para crear otros robots inspirados en animales que puedan camuflarse.

En sus próximos estudios, los investigadores podrían investigar formas de mejorar la durabilidad y robustez de su robot. Esto podría lograrse, por ejemplo, utilizando diferentes electrodos transparentes y aplicando capas protectoras adicionales en los músculos del robot.

Los investigadores también planean agregar otros componentes electrónicos al robot blando transparente que crearon, incluidas fuentes de energía, circuitos y unidades de control; adaptando los componentes transparentes que utilizaron y el cuerpo del robot en consecuencia. Esto podría, en última instancia, hacer que el robot esté suelto, lo que le permitirá funcionar de forma autónoma (es decir, sin una fuente de alimentación externa) y durante períodos de tiempo más prolongados.


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