Avances en Robótica: Una Batería Revolucionaria para Microbots El Futuro de la Entrega de Medicamentos La entrega de medicamentos de manera precisa y efectiva es uno de los grandes desafíos en la medicina moderna. Con el desarrollo de una batería diminuta por parte de investigadores del MIT, este futuro se vislumbra más cercano. Esta innovadora […]
La entrega de medicamentos de manera precisa y efectiva es uno de los grandes desafíos en la medicina moderna. Con el desarrollo de una batería diminuta por parte de investigadores del MIT, este futuro se vislumbra más cercano. Esta innovadora batería, capaz de alimentar robots del tamaño de una célula, promete revolucionar aplicaciones como la administración de fármacos dentro del cuerpo humano. Además, sus potenciales aplicaciones podrían extenderse a la detección de fugas en gasoductos, mostrando así su versatilidad.
La nueva batería tiene un diseño extremadamente compacto, con dimensiones de apenas 0.1 milímetros de longitud y 0.002 milímetros de grosor, comparable al diámetro de un cabello humano. Su funcionamiento se basa en la captura de oxígeno del aire para oxidar zinc, lo que genera una corriente de hasta 1 voltio. Esta potencia es suficiente para alimentar circuitos pequeños, sensores o actuadores, lo que podría ampliar las capacidades de los microbots.
El profesor Michael Strano, destacado investigador en ingeniería química del MIT, destaca que esta batería representa un avance significativo para la robótica.
«Estamos construyendo funciones robóticas sobre la batería y comenzando a integrar estos componentes en dispositivos», afirma Strano.
Su laboratorio se ha centrado en la creación de robots diminutos capaces de responder a estímulos ambientales. Un desafío clave ha sido garantizar que estos robots cuenten con la energía necesaria para operar de manera efectiva.
Tradicionalmente, algunos investigadores han recurrido a la energía solar para alimentar dispositivos microscópicos, lo que planteaba limitaciones debido a la dependencia de una fuente de luz constante. Este sistema, a menudo denominado «marioneta», carece de autonomía, ya que su funcionamiento depende de una energía externa que puede no estar siempre disponible.
La incorporación de una batería dentro de los microbots permite una mayor libertad de movimiento. Según Strano, “los sistemas marioneta no necesitan realmente una batería porque obtienen toda la energía que necesitan del exterior. Pero si deseas que un pequeño robot pueda acceder a espacios de difícil acceso, necesita un nivel de autonomía superior. Una batería es esencial para algo que no estará atado al mundo exterior”.
Para garantizar esta independencia, el equipo de Strano optó por baterías de zinc-aire, que son conocidas por su alta densidad energética y larga vida útil.
Este tipo de batería es comúnmente utilizado en audífonos, demostrando su efectividad en aplicaciones donde el tamaño y la durabilidad son críticos.
El diseño incluye un electrodo de zinc conectado a un electrodo de platino, ambos incrustados en una tira de polímero denominada SU-8, que se utiliza frecuentemente en microelectrónica.
Los investigadores han demostrado que la batería puede alimentar un actuador, como un brazo robótico, así como un memristor, que almacena recuerdos de eventos al alterar su resistencia, y un circuitos de reloj para medir el tiempo. Esta capacidad para alimentar diversos dispositivos amplía sin dudas el potencial de los microbots para llevar a cabo tareas complejas en entornos difíciles.
Además, la batería permite el funcionamiento de dos tipos de sensores que modifican su resistencia al detectar productos químicos en el ambiente, fabricados a partir de disulfuro de molibdeno de un solo átomo de espesor y nanotubos de carbono. Estas capacidades añaden una capa extra de funcionalidad, lo que podría facilitar el diseño de robots que no solo se desplacen, sino que también sean interactivos y reactivos a su entorno.
La investigación liderada por Ge Zhang y Sungyun Yang en el MIT, publicada en Science Robotics, marca un hito en la robótica contemporánea. Con financiamiento de la Oficina de Investigación del Ejército de EE.UU., el Departamento de Energía de EE.UU. y la Fundación Nacional de Ciencias, el proyecto promete establecer un camino hacia la creación de robots más pequeños y funcionales.
Las aplicaciones potenciales son vastas y pueden tener un impacto profundo en diversas áreas, desde la medicina personalizada hasta la monitorización del medio ambiente.
El desarrollo de esta batería diminuta es un paso significativo hacia la realización de robots autónomos que podrían cambiar nuestras vidas de maneras que apenas comenzamos a imaginar.
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