Robot nadador con brazos blandos y asimétricos inspirado en un pulpo

Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur han desarrollado un nuevo robot inspirado en uno de los animales acuáticos más inteligentes de la Tierra: el pulpo.

Este robot podría usarse tanto para completar tareas del mundo real bajo el agua como para estudiar los fundamentos biomecánicos de la natación del pulpo.

“Nuestro viaje de investigación comenzó hace mucho tiempo con el estudio de diversos principios para alcanzar y agarrar, locomoción y natación“, dijo la profesora Cecilia Laschi, quien supervisó el estudio.

En comparación con muchos otros animales marinos, los pulpos son extraordinariamente ágiles, ya que pueden nadar rápidamente bajo el agua y manipular objetos de su entorno.

El objetivo clave de este estudio reciente fue desarrollar un sistema robótico que reproduzca de manera confiable las habilidades submarinas avanzadas del pulpo.

“El objetivo inicial de nuestro trabajo era desarrollar una plataforma para nadar y, al revisar la literatura anterior, nos dimos cuenta de que los diseños existentes eran demasiado complicados, en particular cuando se trataba de imitar los ocho brazos del pulpo“, dijo Yiyuan Zhang, uno de los primeros autores del artículo.

“Nuestro objetivo principal es crear una plataforma más accesible y fácil de construir que no solo capture la esencia del movimiento del pulpo, sino que también fomente una investigación e innovación más amplias en robótica submarina“.

El robot inspirado en el pulpo desarrollado por Zhang y sus colegas tiene ocho brazos blandos que se accionan mediante un innovador mecanismo similar a un paraguas.

Este innovador mecanismo, que funciona con dos motores que giran a una velocidad constante, elimina la necesidad de implementar ocho motores diferentes y actuadores individuales para cada brazo.

“A medida que el robot se mueve a través del agua, sus brazos se abren suavemente para crear una forma de baja resistencia, lo que le permite deslizarse sin esfuerzo”, dijo Zhang.

“Luego, cuando llega el momento de impulsarse hacia adelante, los brazos se cierran y se ponen rígidos rápidamente, generando un poderoso empuje, ¡tal como lo hace un pulpo!

Este diseño no solo simplifica la mecánica y el control, sino que también mejora la eficiencia, haciendo que el robot sea efectivo y fácil de manejar”.

Con su innovador diseño de robot, los investigadores pudieron replicar de manera precisa el patrón de natación observado en los pulpos.

En las pruebas iniciales, se descubrió que su robot se impulsaba hacia adelante de manera eficiente, alcanzando una velocidad máxima de 314 mm/s durante su segunda brazada de potencia.

En comparación con las plataformas robóticas inspiradas en pulpos presentadas anteriormente, el sistema propuesto por el equipo es mucho menos complejo, pero logra un rendimiento de natación comparable.

Otra ventaja del nuevo robot es su eficiencia energética, ya que podría viajar largas distancias bajo el agua mientras minimiza el consumo de energía.

“Este diseño también aborda un problema común en robots similares: el movimiento hacia atrás cuando los brazos se abren para la siguiente propulsión“, dijo Zhang.

“Las aplicaciones prácticas de nuestro robot inspirado en el pulpo son muy amplias, e incluyen la exploración submarina, la vigilancia medioambiental e incluso las operaciones de búsqueda y rescate.

Actualmente nos centramos en utilizar esta plataforma para avanzar en nuestra investigación sobre el movimiento y la manipulación subacuáticos similares a los del pulpo, lo que podría abrir nuevas posibilidades en la robótica”.

La nueva plataforma robótica presentada por el profesor Laschi, Zhang y sus colegas podría inspirar pronto el desarrollo de otros robots submarinos simplificados inspirados en la biología.

“Nuestro plan es revolucionar la forma en que se diseñan y construyen los robots submarinos y llevar sus capacidades operativas y autonomía, en control y energía, al siguiente nivel“, añadió el profesor Laschi.

“Además de las aplicaciones subacuáticas, exploramos la aplicación de nuestras nuevas tecnologías en diversos campos, como el biomédico, para ayudar a las personas mayores o la industria”.

Fuente: arXiv