Con extremidades cambiantes, robot que viaja por tierra y agua
Imagina poder convertir tus piernas en aletas antes de saltar al agua. Los investigadores de Yale han creado un robot que logra esta hazaña a través de un proceso que han denominado «morfogénesis adaptativa».
El proyecto se describe en la edición del 12 de octubre de Nature y aparece en la portada del número.
El robot, ART (Tortuga robótica anfibia), está inspirado en las tortugas acuáticas y terrestres, un grupo cuyo registro fósil abarca más de 110 millones de años.
“Las tortugas terrestres y acuáticas comparten cuerpos similares, con cuatro extremidades y un caparazón, pero tienen distintas formas de extremidades y modos de andar que se adaptan a su entorno específico”, dijo Rebecca Kramer-Bottiglio, profesora asociada John J. Lee de Ingeniería, Mecánica y Ciencia de los Materiales y investigador principal del estudio. «Las tortugas marinas tienen aletas alargadas para nadar, mientras que las tortugas terrestres y terrestres tienen patas redondeadas para soportar la carga al caminar».
El robot tiene miembros morphing que pueden adaptar su forma, rigidez y comportamiento al entorno. Las extremidades utilizan materiales de rigidez variable y músculos artificiales para transformar su forma al pasar de un entorno a otro. En su estado de patas, ART puede cruzar la tierra con una variedad de pasos de cuatro patas. Al llegar a un cuerpo de agua, ART puede transformar sus piernas en aletas, lo que le permite nadar con pasos acuáticos basados en sustentación y arrastre.
«Casi se puede pensar en [adaptive morphogenesis] como una forma de evolución bajo demanda”, escribió Karl Ziemelis, editor de ciencias físicas de Nature.
El robot se diferencia de otros robots anfibios en que aprovecha la adaptación de la forma para utilizar las mismas piezas para la propulsión en entornos acuáticos y terrestres. Otros enfoques agregan múltiples mecanismos de propulsión al mismo robot, utilizando un mecanismo diferente en cada entorno, lo que puede generar ineficiencias energéticas. «Nuestros resultados muestran que la morfogénesis adaptativa puede mejorar la eficiencia de los robots que se mueven a través de múltiples entornos», dijo Kramer-Bottiglio.
Entonces, ¿qué haces con un robot anfibio inspirado en tortugas y tortugas? Las aplicaciones potenciales son numerosas. El laboratorio de Kramer-Bottiglio se ha centrado en aplicaciones que incluyen el monitoreo de ecosistemas costeros, apoyo a buzos y agricultura oceánica. El robot también ayudará a los investigadores a estudiar la física de la locomoción en la compleja zona de surf, donde las olas, las corrientes y la turbidez dificultan especialmente la navegación para los dispositivos robóticos, y otras zonas de transición ambiental.
Los otros autores del estudio son, de la Universidad de Yale, Robert Baines, Sree Kalyan Patiballa (afiliación actual, Universidad de Alabama), Joran Booth, Luis Ramírez, Thomas Sipple y Andonny García; y de la Universidad de West Chester, Frank Fish.
