¿Es posible mover un robot con solo agua y calor? Investigadores de la Universidad de Coimbra han demostrado que sí. A través de un actuador blando que utiliza agua hirviendo como fuente de movimiento, han desarrollado una tecnología innovadora que promete transformar la robótica suave, haciéndola más accesible, segura y funcional para entornos reales.
Movimiento a Vapor: Cómo Funciona
El sistema convierte agua en vapor utilizando un pequeño calentador integrado en su interior. Esta transformación genera presión interna que permite el movimiento de componentes blandos. Lo más impresionante es que este sistema funciona sin bombas externas, materiales exóticos ni alto voltaje, operando eficientemente con tan solo 24V y alcanzando una fuerza superior a los 50 newtons.
Este tipo de actuadores puede presurizarse rápidamente —hasta 100 kPa por segundo— y demuestra una alta durabilidad: resistió más de mil ciclos de uso continuo sin pérdida significativa de rendimiento.
¿Por Qué Agua?
El uso de agua como fluido de trabajo no es casualidad. Es segura, económica y fácilmente disponible. Aunque su punto de ebullición requiere más energía en comparación con otros líquidos, esta característica ofrece una ventaja: permite un control más preciso del proceso de vaporización y, por tanto, del rendimiento del actuador.
Además, su compatibilidad con materiales comunes como la silicona permite fabricar componentes duraderos y eficientes mediante técnicas accesibles como impresión 3D y moldeo.
Diseño Modular y Escalable
Uno de los pilares del diseño es su modularidad. Al separar la resistencia calefactora, la cámara de fluido y la estructura exterior, los investigadores crearon una plataforma adaptable a distintos tipos de movimiento: lineal, de flexión o mixto.
Se emplearon configuraciones como la estructura tipo McKibben para movimientos lineales y diseños inspirados en redes neumáticas para flexión rápida (fPN). El control de vibraciones mecánicas derivadas de la ebullición se resolvió mediante algoritmos de control no lineal, estabilizando el sistema sin necesidad de estructuras complejas.
Robots Que Respiran Vapor
Para demostrar su funcionalidad, el equipo desarrolló tres robots con estos actuadores de cambio de fase:
- Una mano robótica capaz de cerrar y sostener objetos.
- Un agarre blando que adapta su forma para manipular elementos delicados como frutas.
- Un robot cuadrúpedo llamado Bixo, que se desplaza por tubos y troncos usando ciclos de calentamiento y enfriamiento para moverse.
Aunque el proceso de enfriamiento limita la velocidad (25 segundos por ciclo), los resultados son prometedores: robots seguros, económicos y aptos para operar en exteriores sin bombas ni materiales tóxicos.
El Futuro de la Robótica Suave
Estos avances abren la puerta a nuevos diseños de robots blandos más pequeños, potentes y energéticamente eficientes. El uso de materiales comunes y procesos como la impresión 3D permite democratizar su desarrollo, haciendo viable su implementación en aplicaciones educativas, médicas o de rescate.
En Fenrir Technologies, seguimos con atención este tipo de innovaciones que fusionan diseño, sostenibilidad y funcionalidad. La robótica suave ya no es una promesa lejana: es una realidad construida con vapor y visión.
Sobre la imagen principal: Un robot blando sin ataduras se arrastra por el tronco de un árbol en un entorno desestructurado. Está impulsado por cuatro actuadores eléctricos blandos de transición de fase líquido-gas que utilizan agua como fluido de trabajo. Crédito: Diogo Fonseca