Ingenieros construyen robot parecido a un calamar para la exploración submarina

Los ingenieros de la Universidad de California-San Diego han creado un robot parecido a un calamar para la exploración submarina. El robot no está conectado por cables y puede impulsarse utilizando chorros de agua. También ha superado desafíos eléctricos, como ser capaz de transportar sensores, específicamente 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 la UC San Diego.

“Esencialmente, recreamos todas las características clave que los calamares utilizan para nadar a alta velocidad”, dijo Tolley. “Este es el primer robot no conectado por cables que puede generar pulsos de chorro para locomoción rápida como el calamar y puede lograr estos pulsos de chorro cambiando su forma corporal, lo que mejora la eficiencia de natación”.

La investigación se publicó en Bioinspiración y Biomimética.

El Robot Calamar

El robot inspirado en el calamar está hecho de materiales suaves como polímero de acrílico, así como algunas partes más rígidas impresas en 3D y cortadas con láser. Los robots suaves son más seguros para los peces y el coral cuando se trata de exploración submarina, ya que los robots rígidos podrían dañarlos. Sin embargo, hay un inconveniente. Los robots suaves suelen ser más lentos y menos eficientes en maniobrar.

El equipo de investigación estaba formado por roboticistas y expertos en simulación por computadora. El grupo se dirigió hacia los calamares debido a su capacidad para viajar a velocidades rápidas. Los cefalópodos logran esta velocidad a través de un mecanismo de propulsión por chorro.

Tomando inspiración de 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. La energía se libera cuando el robot comprime su cuerpo, lo que resulta en un chorro de agua que impulsa al robot.

Cuando no se mueve, el robot mantiene la forma de una lámpara de papel, y sus costillas son flexibles y actúan como resortes. Cada extremo del robot tiene una placa circular donde se conectan las costillas, con una 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 utiliza para sostener sensores, como una cámara resistente al agua.

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Probando el Robot

El robot calamar se probó en el laboratorio del profesor Geno Pawlak, ubicado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UC San Diego. Después de esas pruebas, se envió a los tanques de la UC San Diego Birch Aquarium en la Institución de Oceanografía Scripps.

El robot podía ser dirigido ajustando la boquilla, y la impermeabilización de componentes eléctricos, como la batería y la cámara, resultó ser exitosa. El dispositivo viajó a una velocidad de alrededor de 18 a 32 centímetros por segundo, lo que es aproximadamente medio kilómetro por hora. La velocidad es impresionante, siendo más rápida que la mayoría de los robots suaves.

Caleb Christianson, un ingeniero senior de dispositivos médicos en Dexcom, lideró el estudio entre el grupo de investigación.

“Después de que pudimos 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 coral y peces, demostrando su factibilidad 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, así como hacer que maniobre y viaje a velocidades más rápidas. Uno de los factores contribuyentes principales que llevaron a ese descubrimiento fue la simulación de la propulsión por chorro, que fue liderada por el profesor Qiang Zhu y su equipo en el Departamento de Ingeniería Estructural de la UC San Diego.