Inspenet, 08 de agosto 2023.
Un “robot medusa” cuyo funcionamiento prácticamente no produce ruido, podría encargarse de recolectar desechos en el fondo del océano.
Ante las enormes cantidades de residuos presentes en ecosistemas tan delicados como los arrecifes de coral, una de las estrategias para abordar este problema es utilizar robots para realizar labores de limpieza.
Sin embargo, los robots submarinos existentes suelen ser voluminosos, con cuerpos rígidos que limitan su capacidad de explorar y recolectar muestras en entornos complejos y poco estructurados, además de ser ruidosos debido a los motores eléctricos o las bombas hidráulicas. Buscando un diseño más adecuado, los científicos del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS) en Stuttgart se han inspirado en la naturaleza, tomando como modelo a las medusas.
Los científicos han desarrollado un robot del tamaño de una mano inspirado en las medusas que resulta altamente versátil, eficiente en términos energéticos y prácticamente silencioso. Este ha sido denominado Jellyfish-Bot, una innovadora plataforma robótica fruto de la colaboración entre los departamentos de Inteligencia Física y Materiales Robóticos del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS).
Un artículo que describe esta creación, titulado “Una plataforma robótica versátil similar a una medusa para una propulsión y manipulación submarina efectiva,” ha sido publicado en Science Advances.
Para la construcción del robot, el equipo empleó actuadores electrohidráulicos por donde circula electricidad. Estos funcionan como músculos artificiales que impulsan el movimiento del robot. Alrededor de estos músculos, se encuentran cojines de aire y componentes tanto blandos como rígidos que estabilizan al robot y lo hacen impermeable, evitando así que el alto voltaje de los actuadores entre en contacto con el agua circundante.
Una fuente de alimentación suministra electricidad periódicamente a través de cables delgados, lo que provoca la contracción y expansión de los músculos. Esta capacidad le permite al robot nadar con elegancia y generar remolinos debajo de su cuerpo.
“Cuando una medusa nada hacia arriba, puede atrapar objetos a lo largo de su camino mientras crea corrientes alrededor de su cuerpo. De esta manera, también puede recolectar nutrientes. Nuestro robot también hace circular el agua a su alrededor. Esta función es útil para recoger objetos como partículas de desecho. Luego puede transportar la basura a la superficie, donde luego puede reciclarse. También puede recolectar muestras biológicas frágiles, como huevos de peces. Mientras tanto, no hay impacto negativo en el medio ambiente circundante. La interacción con las especies acuáticas es suave y casi sin ruido”, dijo Tianlu, miembro del Departamento de Inteligencia Física de MPI-IS y primer autor de la publicación.
La composición del robot medusa
El robot se compone de diversas capas: algunas proporcionan rigidez, mientras que otras permiten que el robot flote y se aísle. Una capa adicional de polímero actúa como una piel flotante. Los músculos artificiales eléctricos, conocidos como HASEL, están integrados entre las distintas capas. Los HASEL son bolsas de plástico que contienen dieléctrico líquido y están parcialmente cubiertos por electrodos. Al aplicar un alto voltaje a través de un electrodo, se carga positivamente, mientras que el agua circundante se carga negativamente.
Esta combinación genera una fuerza entre el electrodo cargado positivamente y el agua cargada negativamente, lo que provoca el movimiento del líquido dentro de las bolsas y a su vez, hace que se contraigan y relajen, imitando el comportamiento de un músculo real. Los HASEL son capaces de soportar las altas tensiones eléctricas generadas por los electrodos cargados y están protegidos del agua mediante una capa aislante. Esta característica es crucial, ya que los músculos HASEL nunca se habían empleado previamente para construir un robot submarino.
Los Jellyfish-Bots pueden desplazarse y atrapar objetos sin necesidad de contacto físico, funcionando individualmente o en conjunto. Cada robot es más rápido que otros dispositivos similares, alcanzando una velocidad de hasta 6,1 cm/s. Además, solo requiere una baja potencia de entrada, aproximadamente 100 mW y es seguro tanto para los seres humanos como para los peces en caso de que el material polimérico que lo aísla se rompa en el futuro.
Mientras tanto, el robot opera con un nivel de ruido indistinguible de los sonidos de fondo. De esta manera, el Jellyfish-Bot interactúa de manera suave con su entorno sin causar molestias, al igual que su homólogo natural.
Fuente y foto: https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/supplements/md/briefs/48660
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