Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han construido un robot parecido a un calamar que puede nadar sin ataduras, impulsándose generando chorros de agua. El robot lleva su propia fuente de energía dentro de su cuerpo. También puede llevar un sensor, comouna cámara, para exploración submarina.
Los investigadores detallan su trabajo en un número reciente de Bioinspiración y Biomimética .
"Básicamente, recreamos todas las características clave que los calamares usan para nadar a alta velocidad", dijo Michael T. Tolley, uno de los autores principales del artículo y profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UC San Diego ".Este es el primer robot sin ataduras que puede generar pulsos de chorro para una locomoción rápida como el calamar y puede lograr estos pulsos de chorro cambiando la forma de su cuerpo, lo que mejora la eficiencia de la natación ".
Este robot de calamar está hecho principalmente de materiales blandos como polímero acrílico, con algunas piezas rígidas, impresas en 3D y cortadas con láser. El uso de robots blandos en la exploración submarina es importante para proteger los peces y los corales, que podrían resultar dañados por robots rígidos.Pero los robots blandos tienden a moverse lentamente y tienen dificultades para maniobrar.
El equipo de investigación, que incluye a especialistas en robótica y expertos en simulaciones por computadora y en dinámica de fluidos experimental, recurrió a los cefalópodos como un buen modelo para resolver algunos de estos problemas. El calamar, por ejemplo, puede alcanzar las velocidades más rápidas de cualquier invertebrado acuático graciasa un mecanismo de propulsión a chorro.
Su robot toma un volumen de agua en su cuerpo mientras almacena energía elástica en su piel y costillas flexibles. Luego libera esta energía comprimiendo su cuerpo y genera un chorro de agua para impulsarse.
En reposo, el robot calamar tiene aproximadamente la forma de una linterna de papel y tiene nervaduras flexibles que actúan como resortes a lo largo de sus lados. Las nervaduras están conectadas a dos placas circulares en cada extremo del robot. Una de ellas está conectadaa una boquilla que toma agua y la expulsa cuando el cuerpo del robot se contrae. La otra placa puede llevar una cámara a prueba de agua o un tipo diferente de sensor.
Los ingenieros probaron por primera vez el robot en un banco de pruebas de agua en el laboratorio del profesor Geno Pawlak, en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de UC San Diego. Luego lo sacaron a nadar en uno de los tanques en UC San Diego BirchAcuario de la Institución de Oceanografía Scripps.
Demostraron que el robot podía conducir ajustando la dirección de la boquilla. Al igual que con cualquier robot submarino, la impermeabilización era una preocupación clave para los componentes eléctricos como la batería y la cámara. Registraron la velocidad del robot entre 18 y 32 centímetros por hora.segundo aproximadamente media milla por hora, que es más rápido que la mayoría de los otros robots blandos.
"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 pudo nadar con éxito en un gran acuario entre corales y peces, demostrandosu viabilidad para aplicaciones del mundo real ", dijo Caleb Christianson, quien dirigió el estudio como parte de su trabajo de doctorado en el grupo de investigación de Tolley. Ahora es un ingeniero senior de dispositivos médicos en Dexcom, con sede en San Diego.
Los investigadores llevaron a cabo varios experimentos para encontrar el tamaño y la forma óptimos para la boquilla que impulsaría al robot. Esto a su vez les ayudó a aumentar la eficiencia del robot y su capacidad para maniobrar e ir más rápido. Esto se hizo principalmente mediante la simulación de este tipo de chorropropulsión, trabajo que fue dirigido por el profesor Qiang Zhu y su equipo en el Departamento de Ingeniería Estructural en la UC San Diego. El equipo también aprendió más sobre cómo se puede almacenar energía en el componente elástico del cuerpo y la piel del robot, que luego se liberapara generar un chorro.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=v-UMDnSB8k0&feature=emb_logo
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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