Los científicos crean pequeñas baterías para alimentar robots del tamaño de una celda

Imagine pequeños robots que son tan pequeños que pueden viajar a través del torrente sanguíneo para entregar medicamentos exactamente donde se necesitan o encontrar fugas en las tuberías de gas sin que nadie tenga que cavar el suelo.

Los ingenieros del MIT han dado un gran paso para hacer esto realidad al diseñar una batería increíblemente pequeña que puede alimentar estos robots del tamaño de una celda.

La batería tiene sólo 0,1 milímetros de largo y 0,002 milímetros de grosor, aproximadamente el mismo grosor que un cabello humano.

A pesar de su pequeño tamaño, puede generar suficiente energía para operar un pequeño circuito electrónico, un sensor o incluso un pequeño brazo mecánico.

El secreto de este poder reside en el funcionamiento de la batería: captura oxígeno del aire y lo utiliza para oxidar el zinc, creando una corriente eléctrica de hasta 1 voltio.

Michael Strano, profesor de ingeniería química en el MIT y autor principal del estudio, cree que esta nueva batería cambiará las reglas del juego para la robótica diminuta. «Creemos que esto será muy útil para la robótica», dijo Strano.

«Estamos construyendo funciones robóticas sobre la batería y comenzando a unir estos componentes en dispositivos».

El estudio, dirigido por Ge Zhang, Ph.D., y Sungyun Yang, un estudiante graduado del MIT, fue publicado en la revista Science Robotics.

Durante años, el laboratorio de Strano ha estado trabajando en pequeños robots que pueden sentir y responder a su entorno.

Uno de los mayores desafíos fue descubrir cómo operar estos robots. Si bien algunos investigadores han utilizado energía solar para alimentar dispositivos pequeños, este método requiere que los robots tengan una fuente de luz apuntando hacia ellos constantemente.

Esto limita su capacidad para moverse libremente, convirtiéndolos en «marionetas» controladas por una fuente externa.

Para dar más independencia a estos pequeños robots, el equipo de Strano decidió crear una batería que pudiera incorporarse dentro del propio robot. Eligieron un tipo de batería conocida como batería de zinc-aire, comúnmente utilizada en audífonos debido a su larga vida útil y alta densidad de energía.

La batería está hecha de un electrodo de zinc conectado a un electrodo de platino, todo ello incrustado en un polímero llamado SU-8, que se utiliza a menudo en microelectrónica. Cuando la batería se expone al aire, el zinc reacciona con el oxígeno, liberando electrones que fluyen hacia el electrodo de platino, generando una corriente.

En su estudio, los investigadores demostraron que esta pequeña batería podría alimentar un pequeño brazo robótico, un dispositivo de almacenamiento de memoria y un circuito de reloj que ayuda a los dispositivos robóticos a realizar un seguimiento del tiempo. La batería también puede hacer funcionar dos sensores diferentes que cambian su resistencia eléctrica cuando entran en contacto con ciertos químicos.

Aunque en este estudio la batería se conectó a dispositivos externos mediante un cable, los investigadores planean integrarla directamente en futuros robots. «Esto formará el núcleo de muchos de nuestros esfuerzos robóticos», explicó Strano. «Se puede construir un robot alrededor de una fuente de energía, del mismo modo que se puede construir un automóvil eléctrico alrededor de una batería».

Un uso potencial interesante para estos pequeños robots es la medicina. Los investigadores imaginan la creación de robots que puedan inyectarse en el cuerpo humano, donde puedan administrar medicamentos como la insulina directamente en sitios específicos. Estos robots están fabricados con materiales seguros para el cuerpo y se estropean una vez realizado su trabajo.

El equipo también está trabajando para aumentar el voltaje de la batería, lo que podría abrir la puerta a aún más aplicaciones para estos pequeños robots, desde atención médica hasta tareas industriales.

Fuente: MIT.