Un robot impulsado por pequeñas explosiones puede saltar 20 veces su propia longitud y transportar 22 veces su propio peso. Sus fabricantes dicen que podría producirse a granel y a bajo costo y que es ideal para misiones de búsqueda y rescate o incluso para explorar otros planetas.
La mayoría de los robots funcionan con motores eléctricos y baterías, que son tecnologías confiables y probadas, pero que no pueden miniaturizarse más allá de cierto punto. Roberto Pastor en la Universidad de Cornell en Nueva York y sus colegas han recurrido al metano, un combustible químico que puede almacenar energía a una densidad mucho mayor que las baterías de iones de litio y reducirse a dispositivos diminutos del tamaño de un insecto.
El equipo creó un actuador con una cámara de combustión impresa en 3D que pesa sólo 325 miligramos. Un par de electrodos crean una chispa y encienden una mezcla de metano y oxígeno, y la explosión resultante empuja contra una membrana flexible con 9,5 newtons de fuerza.
La membrana se expande rápidamente hacia afuera durante cada explosión, pero contiene de manera segura los gases, que luego se ventilan a medida que se contrae. El actuador puede crear hasta 100 explosiones de este tipo por segundo y, a frecuencias más bajas, uno de los actuadores sobrevivió a una prueba de durabilidad de 8,5 horas, durante la cual resistió 750.000 disparos exitosos.
A continuación, el equipo creó un prototipo de robot de cuatro patas equipado con dos de estas cámaras de combustión, cada una vinculada a un par de membranas en expansión unidas a un pie. El combustible se suministraba de forma remota a través de tuberías delgadas. Las pruebas encontraron que el robot era capaz de mover 22 veces su propio peso, lo que demuestra que podía operar con combustible a bordo en el futuro.
El robot, de 29 milímetros de largo y 1,6 gramos de peso, puede saltar hasta una altura de 56 centímetros y avanzar 16 centímetros. También puede arrastrarse o saltar sobre una variedad de superficies a velocidades de hasta 16,9 centímetros por segundo activando rápidamente sus actuadores, y girar en cualquier dirección activando sólo una cámara de combustión a la vez.
El equipo dice que ser capaz de crear mucha fuerza rápidamente a pequeña escala significa que estos actuadores podrían ser útiles no sólo en robótica, sino también en bombas y equipos de laboratorio automatizados. Pero Shepherd advierte que hay un inconveniente importante en alimentar robots con explosiones: los ruidos fuertes.
“Hay muchos lugares en los que esto sería útil y que no estarían al lado de una persona”, afirma. “De hecho, creo que esto sería una solución para la búsqueda y el rescate y las operaciones en entornos austeros y remotos como el espacio, como el agua. ¿Ayudar a las personas en los hospitales? Yo diría que probablemente no”.
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