Imag\u00ednate un iPad o un Kindle para ciegos, con Braille inflable que cambia de forma con el toque de un usuario. Una colaboraci\u00f3n liderada por Cornell se ha convertido en un componente crucial para dicha tecnolog\u00eda: una matriz h\u00e1ptica de actuadores densamente empaquetados que hacen que aparezcan “puntos” de membrana de silicona cuando se activan por combusti\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El art\u00edculo del equipo, “Combusti\u00f3n de microlitros sin v\u00e1lvulas para matrices densamente empaquetadas de potentes actuadores suaves”, fue publicado el 28 de septiembre en Proceedings of the National Academy of Sciences. El autor principal es el estudiante de doctorado Ronald Heisser.<\/p>\n\n\n\n
Uno de los principales obst\u00e1culos para dise\u00f1ar una pantalla Braille din\u00e1mica para dispositivos electr\u00f3nicos es descubrir c\u00f3mo aplicar la cantidad necesaria de fuerza para cada punto. Los intentos anteriores generalmente han involucrado motores, sistemas hidr\u00e1ulicos o bombas atadas, todos los cuales son engorrosos, complejos y costosos, seg\u00fan Rob Shepherd, profesor asociado de ingenier\u00eda mec\u00e1nica y aeroespacial en la Facultad de Ingenier\u00eda y autor principal del art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n
“Tener algo que pueda cambiar su forma de una manera que se pueda sentir, como objetos reales, no existe en este momento. Existe una compensaci\u00f3n entre tener actuadores peque\u00f1os, tama\u00f1o, peso y costo. Es muy dif\u00edcil”, dijo Shepherd. “Todo el mundo ha estado probando sistemas electromec\u00e1nicos. Entonces dijimos, bueno, \u00bfqu\u00e9 pasa si no hacemos eso en absoluto y usamos la combusti\u00f3n? Peque\u00f1os vol\u00famenes de gas pueden crear potentes salidas”.<\/p>\n\n\n\n
El equipo de Cornell colabor\u00f3 \u200b\u200bcon investigadores del Technion-Israel Institute of Technology para dise\u00f1ar un sistema, compuesto principalmente de silicona moldeada y trazas de metal l\u00edquido microflu\u00eddico, en el que los electrodos de metal l\u00edquido provocan una chispa que enciende un volumen a microescala de metano y ox\u00edgeno premezclados. En su dise\u00f1o de matriz, este combustible fluye a trav\u00e9s de una serie de canales independientes, cada uno de los cuales conduce a un actuador de 3 mil\u00edmetros de ancho. La r\u00e1pida combusti\u00f3n obliga a una fina membrana de silicona en cada sitio a inflarse varios mil\u00edmetros. Un sistema de enganche magn\u00e9tico le da a estos puntos su forma persistente, y todo el sistema puede reiniciarse simplemente presion\u00e1ndolos hacia abajo.<\/p>\n\n\n\n
Debido a que no hay necesidad de v\u00e1lvulas electromec\u00e1nicas, los actuadores pueden empaquetarse m\u00e1s densamente, lo que da como resultado un sistema m\u00e1s peque\u00f1o y potencialmente port\u00e1til que a\u00fan logra producir grandes desplazamientos con alta fuerza en menos de 1 milisegundo. Y dado que los actuadores de elast\u00f3mero flu\u00eddico se enfr\u00edan r\u00e1pidamente y se requiere tan poco combustible, una versi\u00f3n comercial podr\u00eda funcionar de manera segura.<\/p>\n\n\n\n
La tecnolog\u00eda tambi\u00e9n es estirable y adaptable, y los investigadores anticipan que podr\u00eda incorporarse en una variedad de aplicaciones, como robots blandos y equipos de realidad virtual port\u00e1tiles que simulan el tacto artificial. Los componentes biocompatibles tambi\u00e9n podr\u00edan usarse para herramientas quir\u00fargicas que manipulan tejido o abren pasajes bloqueados en pacientes m\u00e9dicos. El sistema actual consta de nueve actuadores de elast\u00f3mero flu\u00eddico, pero los investigadores esperan ampliarlo y, finalmente, crear una pantalla t\u00e1ctil electr\u00f3nica completa.<\/p>\n\n\n\n
“Durante los \u00faltimos 30 a\u00f1os o m\u00e1s, la gente ha estado tratando de empaquetar los actuadores en una matriz muy cerca”, dijo Heisser. “El tacto, en cierto modo, es m\u00e1s \u00edntimo para nosotros que la vista. La tecnolog\u00eda tiene un potencial real. Creo que nuestro trabajo muestra que hay m\u00e1s formas de pensar sobre esto. La actuaci\u00f3n qu\u00edmica en realidad no es algo que deba ignorarse”.<\/p>\n\n\n\n
Los coautores incluyen a Elizabeth Fisher, profesora asociada de ingenier\u00eda mec\u00e1nica y aeroespacial; Perrine Pepiot, profesora asociada de ingenier\u00eda mec\u00e1nica y aeroespacial; Sadaf Sobhani, profesor asistente de ingenier\u00eda mec\u00e1nica y aeroespacial; los estudiantes de doctorado Cameron Aubin y Nicholas Kincaid; el investigador postdoctoral Hyeon Seok An, e investigadores del Technion-Israel Institute of Technology.<\/p>\n\n\n\n