En los últimos años, los robot blandos, más flexibles y adaptables que las máquinas convencionales con propulsores de materiales duros, han atraído la atención de los especialistas. Actualmente, se está investigando a los robots que se mueven como organismos vivos, ya que tiene potencial para realizar una amplia gama de tareas. Un equipo de investigación de la Universidad de California del Norte desarrolló un robot blando que puede nadar libremente en la superficie y bajo el agua, inspirado en las aletas pectorales de las mantarrayas (Mobula birostris).
El helado es aparentemente sencillo, pero esa dulce explosión de sabor y ese suave derretimiento en la lengua son una meticulosa ciencia congelada de agua, grasa y aire delicadamente unidos.
¿Cómo funciona?
«El robot consume poca energía y puede nadar 6.8 veces la longitud de su cuerpo cada segundo», explica Jie Ying, profesor asociado y especialista en ingeniería mecánica y aeroespacial, en la gaceta universitaria NC State News. Hace dos años, Yin y su equipo presentaron un robot blando que podía nadar a una distancia 3.74 veces la longitud de su cuerpo cada segundo.
En esta nueva edición, los especialistas mejoraron su diseño y aumentaron su capacidad de control. Su nuevo robot ha batido con creces el récord anterior de mayor velocidad. Además, su antecesor que solo era capaz de moverse hacia delante en la superficie del agua, Yin presume que el robot puede alternar alternar a voluntad entre el ascenso y el descenso submarino.
Las mantarrayas tienen aletas pectorales en forma de alas que se extienden de lado a lado y que se mueven hacia arriba y hacia abajo en forma de ondas. El vórtice creado en el borde de las aletas genera una corriente en chorro que fluye hacia atrás. La sustentación generada por el movimiento de las aletas pectorales eleva el cuerpo plano y mantiene el equilibrio. Esto les permite cambiar suavemente entre ascensos y descensos mientras nadan.
Los apéndices del petirrojo marino le permiten “caminar” por el fondo marino y hurgar para buscar comida, como si se trataran de pequeñas lenguas.
Profundidad que se ajusta mediante las alas
El equipo ha conseguido generar propulsión con gran eficiencia energética reproduciendo fielmente las propiedades hidrodinámicas de un robot blando con forma de mantarraya. El cuerpo hecho de silicona, contiene una cámara para inyectar aire, diseñada para doblarse en el punto correspondiente a las aletas pectorales cuando se llena de aire. Al soltar el aire, las aletas vuelven automáticamente a su estado original gracias a su elasticidad. Repitiendo esta acción, se reproduce el movimiento vertical de las aletas pectorales cuando nada la mantarraya.
La cámara de aire es la fuente de energía que controla las aletas con aire comprimido, y también sirve para regular la profundidad en el agua. Cuando estas se detienen por completo, la cámara de aire se vacía y la flotabilidad disminuye. En cambio, cuando las aletas se agitan con rapidez, la cámara de aire se llena rápidamente y la flotabilidad aumenta. Esto significa que la profundidad durante el nado puede ajustarse cambiando la frecuencia de accionamiento de las aletas, permitiendo al robot moverse con eficacia en entornos complejos.
Una nueva investigación ha revelado que los peces cebra jóvenes de agua dulce utilizan sus órganos gustativos para detectar los niveles de oxígeno en el agua. Este descubrimiento podría revolucionar nuestra comprensión de los sistemas sensoriales de los organismos acuáticos.
Como pez en el agua
La innovación de este robot blando reside en su diseño, que permite controlar cada movimiento de las aletas batientes simplemente controlando la presión del aire a través de la frecuencia de accionamiento. Se trata de una brillante combinación entre sencillez y multifuncionalidad.
Los investigadores trabajan activamente en la mejora del diseño para que también pueda cambiar de dirección a izquierda y derecha, y también están explorando el uso de otros sistemas de accionamiento. El objetivo es preservar la simplicidad del diseño mientras se potencia su funcionalidad.
Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Alondra Flores.
