Micropompa a metallo liquido alimenta la robotica morbida / Liquid metal micro pump powers soft robotics

 Micropompa a metallo liquido alimenta la robotica morbida / Liquid metal micro pump powers soft robotics

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori dell'Università di Bristol hanno sviluppato una piccola pompa magnetoidrodinamica flessibile in grado di alimentare robot morbidi.

Grande quanto un pisello, questa minuscola pompa è alimentata da metallo liquido, che converte l'energia elettrica in movimento fluido. Ciò crea una fonte di energia efficiente e compatta che può essere applicata a robot e materiali adattivi come dispositivi medici e interfacce indossabili per la realtà virtuale.

La pompa magnetoidrodinamica a metallo liquido (LIMA) pesa solo 0,2 g e funziona a meno di 0,1 V. Si ritiene tuttavia che abbia il potenziale per superare le prestazioni delle pompe morbide esistenti e persino di alcune pompe commerciali utilizzate per il trasporto di fluidi e l'idraulica. Quando una corrente elettrica attraversa la goccia di metallo liquido in presenza di un campo magnetico, si genera una forza di Lorentz. Questa forza muove la goccia avanti ed indietro, spostando il fluido circostante e creando un'azione di pompaggio. Il lavoro è descritto su Nature Communications.

"A differenza delle pompe morbide convenzionali, che spesso si basano su componenti ingombranti, rigidi od ad alta tensione, LIMA sfrutta le proprietà intrinseche del metallo liquido: elevata conduttività elettrica, alta tensione superficiale, deformabilità e bassa resistenza al movimento", ha affermato l'autrice principale Saba Firouznia, ricercatrice associata presso il Soft Robotics Lab dell'Università di Bristol.

"Queste caratteristiche consentono alla pompa di funzionare a livelli di tensione da millivolt a subvolt, generando al contempo pressioni e portate utili per il movimento robotico morbido."

Per dimostrare il funzionamento della pompa, il gruppo di Bristol ha creato tre prototipi, tra cui ali di farfalla robotiche, un braccialetto che cambia colore ed una sacca aptica per la punta delle dita collegata ad un cinturino regolabile che si comprime per simulare sensazioni tattili naturali. Poiché il dispositivo è in grado di trasferire segnali informativi oltre all'energia chimica ed idraulica, il gruppo di ricerca ritiene che offra una via verso robot morbidi più portatili, autonomi e multifunzionali.

"Si tratta di uno sviluppo davvero entusiasmante, che supera le barriere esistenti legate alla rigidità ed all'ingombro, offrendo qualcosa di miniaturizzato, portatile e più adattabile", ha affermato Saba.

"Queste caratteristiche migliorate significano che potrebbe essere impiegato con maggiore efficacia in applicazioni esistenti, come i dispositivi lab-on-a-chip per la diagnosi di malattie, ed anche in nuove applicazioni, che spaziano dalle micropompe per indumenti robotici ai minuscoli attuatori per il campionamento ambientale. Il cielo è davvero il limite."

ENGLISH

Researchers at the University of Bristol have developed a small flexible magnetohydrodynamic pump that can power soft robots.

About the size of a pea, the tiny pump is powered by liquid metal, which converts electrical energy into fluid motion. This creates an efficient, compact power source that can be applied to robots and adaptive materials such as medical devices and wearable interfaces for virtual reality.

The liquid-metal magnetohydrodynamic (LIMA) pump weighs just 0.2g and runs at less than 0.1V. However, it’s claimed it has the potential to outperform existing soft pumps and even some commercial pumps used for fluid transport and hydraulics. When an electric current passes through the liquid metal droplet in the presence of a magnetic field, a Lorentz force is generated. This moves the droplet back and forth, displacing surrounding fluid and creating a pumping action. The work is described in Nature Communications.

“Unlike conventional soft pumps, which often rely on bulky, rigid, or high-voltage components, LIMA uses the intrinsic properties of liquid metal: high electrical conductivity, high surface tension, deformability, and low resistance to motion,” said lead author Saba Firouznia, research associate at the University of Bristol Soft Robotics Lab.

“These properties allow the pump to operate at millivolt-to-sub-volt levels while still generating useful pressures and flow rates for soft robotic movement.”

To demonstrate the pump, the Bristol team created three prototypes including robotic butterfly wings, a colour-changing bracelet, and a haptic fingertip pouch connected to an adjustable wristband which squeezes to simulate natural tactile sensations. As the device can transfer information signals alongside chemical and hydraulic energy, the research team believes it offers a route towards more portable, autonomous, and multi-functional soft robots.

“It’s a really exciting development, which overcomes the existing barriers of stiff bulkiness and offers something miniature, portable and more adaptable,” said Saba.

“These enhanced characteristics mean it could be deployed to better effect in existing uses like lab-on-a-chip devices for disease diagnosis and also with new ones, ranging from micro pumps for robotic clothing to tiny actuators environmental sampling. The sky really is the limit.”

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/tiny-liquid-metal-pump-powers-soft-robotics?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-%20290526%20-%20Friday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fnews%2Ftiny-liquid-metal-pump-powers-soft-robotics&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer