Robot submarino desarrollado con impresión 3D

Investigadores de ETH Zurich se han unido a compañeros del California Institute of Technology (Caltech) para desarrollar un nuevo concepto de propulsión para robots de natación con impresión 3D

El robot aprovecha las fluctuaciones de temperatura del agua para la propulsión “sin necesidad de un motor”, propulsor o fuente de alimentación.

Robot submarino ecológico con impresión 3D

Como prueba de concepto, los investigadores desarrollaron un minisubmarino de 7.5 centímetros (un poco menos de tres pulgadas) equipado con palas, fabricado completamente con impresión 3D multimaterial.

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Robot submarino fabricado con impresión 3D

Las palas funcionan con un elemento de propulsión biestable, que se activa mediante dos tiras de polímero con memoria de forma. Kristina Shea de ETH Zurich y el estudiante de doctorado Tim Chen desarrollaron las tiras de polímero con memoria de forma.

Diseñadas para expandirse en agua caliente, las tiras de polímero alimentan el robot actuando como “músculos”. Si el agua en la que flota el mini-submarino se calienta, la expansión de los “músculos” hace que el elemento biestable se rompa rápidamente, provocando un golpe de paleta.

El movimiento direccional, la fuerza y la sincronización de los golpes de la paleta están definidos con precisión por la geometría y el material del robot.

En la actualidad, cada elemento actuador puede ejecutar un solo golpe de paleta antes de que los investigadores deban reprogramarlo manualmente. Sin embargo, como señalan los científicos, es posible fabricar robots de natación complejos con múltiples actuadores.

Aletas realizadas con polímero

Variar la geometría de los músculos poliméricos permitió a los científicos definir la secuencia de golpes de paleta. Las tiras finas de polímero se calientan más rápido en agua caliente y por lo tanto responden más rápido que las más gruesas.

“La principal ventaja de nuestro trabajo es que hemos desarrollado un nuevo y prometedor medio de propulsión que se imprime completamente en 3D, se puede ajustar y funciona sin una fuente de energía externa”, dice Shea.

Los investigadores esperan desarrollar aún más el sistema de propulsión del submarino para crear un buque de baja potencia para explorar las profundidades oceánicas.

 

 

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