Fishbot flexible sobrevive a una excursión a la parte más profunda del océano


Las regiones más profundas de los océanos siguen siendo una de las áreas menos exploradas de la Tierra, a pesar de su considerable interés científico y la riqueza de formas de vida que las habitan.

Dos razones son las bajas temperaturas y las enormes presiones que se ejercen a tales profundidades, que requieren que el equipo de exploración esté cuidadosamente protegido dentro de cámaras de metal o cerámica de alta resistencia para resistirlas. Esto hace que los buques de exploración de aguas profundas sean voluminosos, costosos y difíciles de manejar, además de difíciles de diseñar, fabricar y transportar.

Pero un nuevo pez robótico submarino pequeño y autónomo parece ofrecer una alternativa. De acuerdo a un artículo reciente, el robot pudo llegar a la parte más profunda del Océano Pacífico, la Fosa de las Marianas, a una profundidad de casi 11 km (6,8 millas).

La presión allí es más de mil veces mayor que en la superficie del mar. Sin embargo, varios animales, incluidos los peces, son capaces de soportar esta asombrosa presión y se han adaptado a la vida en condiciones tan adversas. La morfología y estructura del cráneo de uno de estos organismos marinos, el pez caracol hadal (vagamente similar al pez caracol de la charca que se muestra arriba), supuestamente inspiró el diseño de este notable robot nadador.

El principal avance que permitió este logro significativo fue un cuerpo de polímero compatible especialmente diseñado que se deforma, sin romperse, bajo alta presión. El equipo de investigadores de Hangzhou en China pudo incrustar los delicados componentes electrónicos necesarios para la potencia, el movimiento y el control en una matriz protectora de silicona.

Los componentes electrónicos se separaron entre sí, en lugar de estar apretados juntos como es la práctica habitual, para hacerlos más resistentes a la presión, similar a los huesos del cráneo del pez caracol.

El robot también se parece al pez caracol, con un cuerpo y una cola alargados, así como dos grandes aletas laterales hechas de silicona fina. Las aletas se mueven para propulsar al pequeño robot, que mide solo 22 cm (8,7 pulgadas) de largo con una envergadura de 28 cm.


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Las aletas no son accionadas por motores rígidos, sino por músculos artificiales blandos. Los músculos contienen elastómeros dieléctricos, una clase de materiales inteligentes que se contraen cuando se aplica voltaje eléctrico para crear grandes movimientos.

Los elementos de elastómero dieléctrico en forma de disco crean el movimiento de aleta que impulsa al robot, alcanzando velocidades de hasta aproximadamente la mitad de la longitud del cuerpo por segundo (alrededor de 0,2 km / h), incluso a profundidades significativas.

Sin embargo, este tipo de actuadores, las partes que hacen que una máquina se mueva, requieren un voltaje muy alto. Un amplificador compacto de alto voltaje multiplica el voltaje de la batería de iones de litio más de mil veces para cumplir con este requisito, mientras que un receptor de infrarrojos permite el control remoto del robot. Las aletas blandas y los actuadores blandos se diseñaron cuidadosamente para sobrevivir y funcionar bien a las bajas temperaturas y altas presiones del entorno de las profundidades marinas.

Natación libre en el lago profundo.

El equipo realizó extensos estudios computacionales y pruebas de laboratorio de la metodología de propulsión y de cómo la electrónica se enfrenta a presiones extremas. Luego, realizaron pruebas de campo de nado libre, primero en un lago profundo, luego en el Mar de China Meridional a profundidades de más de 3 km, antes de desplegarlo en la Fosa de las Marianas.

En las pruebas de campo de Mariana, el robot estaba montado en un módulo de aterrizaje de aguas profundas, por lo que no se le permitió nadar libremente. Pero fue capaz de mantener su movimiento de aleteo, según lo registrado por las cámaras del módulo de aterrizaje, durante 45 minutos a una profundidad de 10.900 metros.

Robots blandos

Este nadador de aguas profundas es un ejemplo de una nueva generación de robots inspirados en organismos vivos, tanto animales como plantas. Están construidos aprovechando las ventajas de materiales compatibles como silicona y otros polímeros, geles o incluso textiles.

Estos robots pueden doblarse, ceder y adaptarse en respuesta a las fuerzas de su entorno, por lo que son intrínsecamente más seguros para trabajar junto a humanos en comparación con los típicos robots industriales rígidos. Por otro lado, su diseño, actuación, detección y control pueden plantear retos importantes, que se encuentran en el centro de su interés científico y tecnológico.

Aleteo en la fosa de las Marianas.

Actualmente existe una intensa actividad de investigación interdisciplinaria en esta nueva área, llamada robótica blanda, que conduce a emocionantes avances innovadores para una serie de aplicaciones relacionadas, que van desde la agricultura hasta la medicina y el espacio. La Harvard Octobot es un ejemplo de esta clase de robots, que parece haber sido, entre otros, una fuente de inspiración para el diseño y las tecnologías empleadas en este robot de aguas profundas.

La versión actual del nadador de aguas profundas parece ser relativamente lenta, no muy fácil de maniobrar y posiblemente no sea capaz de soportar las fuertes corrientes submarinas que perturbarían su curso al intentar seguir un camino deseado. Sin embargo, sus diseñadores ya parecen tener planes de mejoras adicionales que lo harán más maniobrable, más eficiente e inteligente.

A pesar de las deficiencias, no debemos subestimar los principios de diseño robótico y los avances tecnológicos que llevaron a una demostración tan espectacular.La conversación

Este artículo de Dimitris Tsakiris, Lector en Robótica Inteligente, Universidad de Aberystwyth, Se vuelve a publicar de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el artículo original.





Fuente: TNW

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