Fluid, un robotic de código abierto y impreso en 3D, ofrece una solución asequible y personalizable para la síntesis automatizada de materiales, haciendo que la investigación avanzada sea accesible para más científicos.
Un equipo de investigadores dirigido por el profesor Keisuke Takahashi en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Hokkaido, ha creado fluido (líquido fluido que utiliza un dispositivo interactivo), un sistema robótico de código abierto construido utilizando una impresora 3D y componentes electrónicos estándar.
Para demostrar las capacidades de Fluid, el equipo usó el robotic para automatizar la coprecipitación de cobalto y níquel, creando materiales binarios con precisión y eficiencia. “Al adoptar el código abierto, utilizar una impresora 3D y aprovechar la electrónica comúnmente disponible, se hizo posible construir un robotic funcional personalizado para un conjunto specific de necesidades a una fracción de los costos típicamente asociados con robots disponibles comercialmente”, dijo Mikael Kuwahara, el autor principal del estudio.
El {hardware} de Fluid comprende cuatro módulos independientes, cada uno equipado con una jeringa, dos válvulas, un servomotor para el management de la válvula y un motor paso a paso para controlar con precisión el émbolo de la jeringa. Cada módulo también tiene un sensor de parada ultimate para detectar la posición máxima de relleno de la jeringa. Estos módulos están conectados a tableros de microcontroladores que reciben comandos de una computadora a través de USB. El sistema también incluye un software program que permite a los usuarios controlar las funciones del robotic, como los ajustes de válvulas y los movimientos de la jeringa y proporciona actualizaciones de estado en tiempo actual y datos del sensor.
Los investigadores han puesto los archivos de diseño disponibles abiertamente para que los investigadores en cualquier parte del mundo puedan replicar o modificar el robotic de acuerdo con sus necesidades experimentales específicas. Al proporcionar una alternativa de código abierto e impresionante en 3D a robots comerciales caros, Fluid podría permitir a una comunidad más amplia de investigadores participar en la experimentación automatizada en la ciencia de los materiales.
Esto podría ser particularmente beneficioso para los investigadores en entornos limitados por recursos o para los científicos que se centran en áreas de nicho donde las soluciones comerciales pueden no estar disponibles o rentables. Con un diseño personalizable que se puede imprimir utilizando componentes comerciales, pueden realizar experimentos sofisticados sin una inversión de capital significativa.
“Este enfoque tiene como objetivo democratizar la automatización en la síntesis de materiales, proporcionando a los investigadores una solución práctica y rentable para acelerar la innovación en la ciencia de los materiales”, explicó Takahashi.
Mirando hacia el futuro, los investigadores planean integrar sensores adicionales para monitorear otros parámetros, como la temperatura y el pH. Estos ampliarán la capacidad del robotic para manejar una variedad más amplia de reacciones químicas, incluida la mezcla de polímeros y la síntesis orgánica. El software program también se desarrollará aún más para incluir características como la grabación macro para optimizar las tareas repetitivas y la registro de datos mejorado para mejorar la reproducibilidad experimental y el análisis de datos.
