Estallar o no estallar - esa es la cuestión

Un prototipo de pinza de tres dedos impulsada por palomitas de maíz construido por investigadores de Cornell, utilizando piezas impresas en 3D. El maíz reventado levanta la placa del tope, haciendo que los dedos se cierren. (Imagen: IEEE Spectrum)

En la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización (ICRA) del IEEE en Brisbane, Australia, en mayo, seis investigadores de la Universidad de Cornell presentaron una ponencia que ofrece una visión sobre el uso potencial de las palomitas de maíz como el componente energético de los robots biodegradables. 

Los actuadores robóticos impulsados por palomitas de maíz, por Steven Ceron, Aleena Kurumunda, Eashan Garg, Mira Kim, Tosin Yeku y Kirstin Petersen, sugieren que las palomitas de maíz, en alrededor de U$5/kg, podrían convertirse en una solución muy rentable y amigable con el medio ambiente para una de las conundra a las que se dirige la comunidad de robóticos en busca de componentes biodegradables - DARPA entre ellos.

Imagen: Cornell

El boceto (A) y las fotos (BD) muestran el prototipo de actuador, hecho de láminas de silicona, envuelto alrededor de bobinas de nítrico llenas de granos de palomitas de maíz. Cuando se aplica corriente, los granos se abren y se atascan unos contra otros, creando una barra relativamente rígida, que puede levantar un peso de 100 gramos (E)

"Las palomitas de maíz son un material natural, comestible y barato que tiene el potencial de expandirse rápidamente con alta fuerza al aplicar calor. Aunque esta transición es irreversible, tiene potencial para varias aplicaciones robóticas. Como los granos pueden cambiar de formas regulares a (más grandes) irregulares, examinamos el cambio en la fricción intergranular y proponemos su uso como fluidos granulares en actuadores de bloqueo, sin la necesidad de una bomba de vacío. Además, como prueba de concepto, también demostramos el uso de la actuación impulsada por palomitas de maíz en pinzas de eslabones blandos, conformes y rígidos. Sirviendo como una primera introducción de las palomitas de maíz en la robótica, esperamos que este documento inspire mecanismos novedosos para diseños multifuncionales", postula el documento

Imagen: Cornell

Los investigadores construyeron estructuras inspiradas en el origami utilizando bolsas de papel con palomitas de maíz (A) para explorar diferentes comportamientos de expansión. Una estructura plegada está programada mecánicamente para expandirse en un círculo (B), usando 80 gramos de granos para su accionamiento. Una pinza de tres dedos, con cada dedo sosteniendo 7 gramos de palomitas de maíz, levantó una pesa rusa de 9 libras cuando los granos se rompieron.

Los granos no cortados son esencialmente pequeños depósitos de energía mecánica, transformados en movimiento útil cuando se calientan. Más de 900 kPa de presión interna causa una explosión de contenido del núcleo, que luego se expande y seca a una estructura rígida en muy poco tiempo. El factor de expansión varía entre 5 y 15 veces el volumen original del núcleo, dependiendo del tipo, protocolos de calentamiento y circunstancias.

Las aplicaciones que el documento sugiere para la robótica de palomitas de maíz incluyen:

• Actuador de atascos: con sólo 36 granos, los investigadores lograron levantar un peso de 100g;
• Actuador de elastómero: los investigadores utilizaron tres actuadores para formar un agarre de tres dedos;
• Actuador de origami: los actuadores de dimensiones reducidas que utilizaban 80 g de núcleos de semillas reventadas eran capaces de levantar un peso de 4 kg;
• Pinza de eslabones rígidos: los granos desprendidos separan los platos de fuerza, accionando una pinza.

Como alternativa al aire (o al vacío) como fuente de energía, las palomitas de maíz son simples, baratas y no requieren infraestructura adicional (y normalmente no degradable). La idea dista mucho de ser una solución milagrosa y es perfectamente obvio que queda mucho por hacer. Pero, no importa cuán `fuera de la pared' el concepto pueda parecer a primera vista, definitivamente hay el germen de una idea buena y explotable aquí. ¡Un grano, incluso!

Fuente:Monch