Ingenieros de la Universidad de California-San Diego han creado un robot parecido a un calamar para la exploración submarina. El robot no tiene ataduras y puede impulsarse mediante chorros de agua. También ha superado retos eléctricos, como poder llevar sensores, en concreto una cámara.
Michael T. Tolley es uno de los autores principales de la investigación y profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego.
“Esencialmente, recreamos todas las características clave que usan los calamares para nadar a alta velocidad”, dijo Tolley. “Este es el primer robot sin ataduras que puede generar pulsos de chorro para una locomoción rápida como el calamar y puede lograr estos pulsos de chorro cambiando la forma de su cuerpo, lo que mejora la eficiencia de la natación”.
Él investigar fue publicado en Bioinspiración y Biomimética.
El robot calamar
El robot inspirado en el calamar consta de materiales blandos como el polímero acrílico, así como algunas piezas más rígidas, impresas en 3D y cortadas con láser. Los robots blandos son más seguros para los peces y los corales cuando se trata de exploración submarina, ya que los robots rígidos podrían dañarlos. Sin embargo, hay un inconveniente. Los robots blandos suelen ser más lentos y menos eficientes en las maniobras.
El equipo de investigación estaba formado por expertos en robótica y simulación por ordenador. El grupo miró hacia los calamares debido a su capacidad para viajar a gran velocidad. Los cefalópodos alcanzan esta velocidad a través de un mecanismo de propulsión a chorro.
Inspirándose en los calamares, el equipo diseñó el robot para que pueda tomar agua en su cuerpo y almacenar energía elástica en su piel y costillas flexibles. Luego, el robot libera la energía al comprimir su cuerpo, lo que da como resultado un chorro de agua que lo impulsa.
Cuando no se mueve, el robot tiene la forma de una linterna de papel y sus costillas son flexibles y actúan como resortes. Cada extremo del robot tiene una placa circular donde se conectan las nervaduras, una de las cuales está conectada a una boquilla que toma y expulsa agua. Para que el agua se expulse, el cuerpo del robot debe contraerse. La placa restante se usa luego para sostener sensores, como una cámara a prueba de agua.
probando el robot
El robot calamar se probó en el laboratorio del profesor Geno Pawlak, que se encuentra en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego. Después de esas pruebas, se envió a los tanques del Acuario Birch de UC San Diego en la Institución Scripps de Oceanografía.
Se pudo dirigir el robot ajustando la boquilla, y la impermeabilización de los componentes eléctricos, como la batería y la cámara, resultó ser un éxito. El dispositivo viajó a una velocidad de alrededor de 18 a 32 centímetros por segundo, que es aproximadamente media milla por hora. La velocidad es impresionante, siendo más rápida que la mayoría de los robots blandos.
Caleb Christianson, ingeniero senior de dispositivos médicos en Dexcom, dirigió el estudio entre el grupo de investigación.
“Después de que pudiéramos optimizar el diseño del robot para que nadara en un tanque en el laboratorio, fue especialmente emocionante ver que el robot podía nadar con éxito en un gran acuario entre corales y peces, demostrando su viabilidad. para aplicaciones del mundo real”, dijo Christianson.
Después de probar varios modelos diferentes de la boquilla, el equipo finalmente encontró uno para aumentar la eficiencia del robot, además de hacerlo maniobrar y viajar a velocidades más rápidas. Uno de los principales factores que contribuyeron a ese descubrimiento fue la simulación de la propulsión a chorro, que fue dirigida por el profesor Qiang Zhu y su equipo en el Departamento de Ingeniería Estructural de la UC San Diego.