Robot japonés ‘suda’ para refrigerar sus sistemas

Un equipo de científicos de la Universidad de Tokio construyeron un robot humanoide que posee un mecanismo de sudoración para enfriar sus motores eléctricos. El singular autómata fue presentado en la Conferencia Internacional de Robots y Sistemas Inteligentes 2016 (IROS, por sus siglas en inglés) en Daejeon, Corea del Sur, informó IEEE Spectrum.

Mientras que los humanos sudamos para contrarrestar el calor ocasionado por una actividad muscular intensa, los robots, especialmente los más dinámicos, padecen del sobrecalentamiento de sus motores. Este sobrecalentamiento, a su vez, se vuelve una gran limitación para su performance. Para resolver estos problemas a menudo los técnicos utilizan sistemas como ventiladores, disipadores térmicos o radiadores —mecanismos que necesitan un espacio extra en la estructura robótica.

En la referida conferencia, los especialistas japoneses propusieron un nuevo modelo para refrescar a los robots humanoides sin añadirles una carga extra: un diseño mediante el cual sudan agua directamente desde sus huesos. Para ello, usaron a su robot Kengoro, un humanoide que ya poseía múltiples componentes estructurales como circuitos impresos, engranajes y 108 motores. Estaba tan sobrecargado que los ventiladores o radiadores no tenían lugar en él. En lugar de estos, probaron una técnica pasiva que permitía que el agua se filtrase a través del marco alrededor de los motores para que se enfríen por evaporación. Kengoro, en otras palabras, fue configurado para sudar. 

^{Kengoro es un robot multiesquelético con más de 100 motores.}
 

El secreto está en la composición de su armazón: el metal se creó a base de polvo de aluminio sinterizado por láser (una técnica de manufactura para crear estructuras metálicas complejas). Con esta técnica, al igual que con una impresora 3D, el creador puede tener un gran control sobre el proceso de impresión: alterando la densidad de la energía del láser durante la fabricación, se puede manipular los niveles de permeabilidad que el metal que se está fabricando tendrá.

Un metal de baja permeabilidad será como un ladrillo sólido de aluminio, mientras que uno de alta permeabilidad será como una estructura llena de vacíos y túneles, como una esponja. El sinterizado selectivo por láser es lo suficientemente preciso para construir estructuras de aluminio con áreas de alta y baja permeabilidad, permitiendo metales con microcanales por los que puede fluir el agua. Para Kengoro, se crearon metales de baja permeabilidad.

El otro detalle clave en el mecanismo es hacer que el robot sude de un modo que no derrame todo el líquido al piso. El sinterizado es particularmente útil para estos fines: permite que el agua caliente se filtre de una zona porosa a otra capa aún más porosa y acabe evaporándose en el aire.

^{El metal de la armazón del robot es poroso, lo que le permite sudar.} 

Kengoro puede funcionar un día y medio con una taza de agua desionizada puesto que al igual que los humanos, se debe mantener hidratado —especialmente si trabaja arduamente. Asimismo, puede hacer hasta 11 minutos de lagartijas (o planchas) sin quemar sus motores. Las pruebas demuestran que este método de enfriamiento trabaja tres veces mejor que la refrigeración por aire, aunque que no es tan efectivo como un radiador tradicional.

Los técnicos resuelven los sistemas de sobrecalentamiento de distintas maneras. PrimaLuceLab, por ejemplo, se las ingenió para reducir los niveles de ‘ruido’ que degradan las fotos debido al caldeo del sistema de las cámaras fotográficas en las fotos de larga exposición. Para ello, creó un dispositivo que, añadido a la cámara, percibe y regula la temperatura de sus sensores.

Daniel Meza

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