Noua tehnologie fluidică crește puterea roboților moi și a dispozitivelor purtabile de trei ori
Cercetătorii au descoperit o metodă ingenioasă de a spori puterea roboților moi și a tehnologiilor purtabile de peste trei ori, folosind tensiunea de suprafață a unei mici picături de metal lichid, mai mici decât o picătură de ploaie.
Descoperirea, demonstrată într-un nou studiu condus de Universitatea din Bristol, în colaborare cu Universitatea de Stat din Carolina de Nord, arată cum încărcarea unei picături de metal cu un voltaj electric scăzut poate îmbunătăți semnificativ performanța unui mușchi artificial, a unui robot moale și a altor dispozitive de asistență în diverse aplicații, de la livrarea medicamentelor la dispozitive purtabile.
Această descoperire este importantă deoarece, până acum, inginerii care doreau ca un dispozitiv să aibă o forță sau o mișcare mai mare trebuiau să-l facă mai mare, mai complex și să consume mai multă energie.
Autorul principal, Saba Firouznia, a declarat: „În natură, mușchii folosesc mecanisme biologice interne pentru a amplifica forța și mișcarea. Am demonstrat un concept similar într-un sistem ingineresc, unde un semnal electric foarte mic poate crește semnificativ forța și mișcarea generate de dispozitiv, fără a necesita motoare, pompe sau complexitate mecanică suplimentară.”
Tehnologia picăturii de metal lichid încărcate – numită Pompa Magnetohidrodinamică Îmbunătățită Electrocapilar – ar putea fi utilizată în sisteme robotice moi, inspirate de insecte, pești și alte organisme, pentru a genera o mișcare mai puternică. De exemplu, dispozitivele purtabile de asistență folosite de pacienții în recuperare ar putea fi mai ușoare, flexibile, compacte și confortabile datorită acestui sistem fluidic inovator. De asemenea, tehnologiile biomédicale miniaturizate și dispozitivele lab-on-a-chip ar putea transporta fluide mai eficient în spații foarte mici, sporind capacitatea dispozitivelor medicale de diagnostic și a sistemelor de livrare a medicamentelor.
Rezultatele studiului au arătat că un curent electric scăzut, între 0,5 și 2 volți, poate acționa ca un amplificator, sporind output-ul EMP cu până la 3,5 ori, necesitând o cantitate neglijabilă (0,083%) de sarcină suplimentară.
Pompa utilizează o picătură de metal lichid ca element activ, care își schimbă continuu forma pentru a genera fluxul de fluid. Am îmbunătățit performanța acesteia prin manipularea fizicii interfeței metal lichid, evitând necesitatea adăugării oricărei complexități mecanice.
În lucrările anterioare, echipa a demonstrat fezabilitatea integrării unei astfel de tehnologii de transducție în dispozitive purtabile, dezvoltând un ceas de mână echipat cu o pompă miniaturală bazată pe metal lichid. Ceasul alimenta o piele fluidică, care poate fi utilizată pentru a oferi protecție împotriva radiațiilor UV. Numai o mică sarcină electrică a permis pompei să circule fluidul mai repede și să acopere o suprafață mai mare, îmbunătățind nivelul de protecție.
Coautorul studiului, Jonathan Rossiter, a adăugat: „Sistemul poate genera o presiune și un flux mai mari fără a necesita motoare, compresoare sau baterii mai mari. În general, lucrarea prezintă o nouă modalitate de a amplifica puterea fluidică în mașinile moi, deschizând calea pentru roboți moi mai capabili, dispozitive purtabile și tehnologii biomédicale compacte.”
