Medusa robótica accionada por aire supera a sus rivales de la vida real

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Las medusas nadan con una incomparable eficiencia energética en el entorno oceánico

El movimiento único de las medusas las ha convertido en un popular modelo de estudio para los investigadores de robótica, que esperan desarrollar nuevas máquinas avanzadas que se muevan con gran eficiencia. Ahora, los científicos muestran una nueva generación de robots blandos inspirados en estas criaturas marinas, que utilizan canales de aire para nadar a grandes velocidades.

Este nuevo tipo de robot blando fue desarrollado por científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Temple, y en realidad se basa en su trabajo anterior que produjo un robot de rápido movimiento inspirado en un guepardo. Esa máquina bombeaba alternativamente aire dentro y fuera de dos actuadores para hacer que una columna rígida saltara instantáneamente de un estado flexionado a otro. El último robot es una adaptación de este enfoque, como explica el autor del estudio, Jie Yin.

"Nuestro trabajo anterior se centró en hacer robots blandos inspirados en guepardos, y aunque los robots eran muy rápidos, todavía tenían una columna interna rígida", dice Yin. "Queríamos hacer un robot completamente blando, sin una columna interna, que aún utilizara ese concepto de cambiar entre dos estados estables para hacer que el robot blando se mueva con más fuerza y más rápido. Y uno de los animales en los que nos inspiramos fue la medusa".

Las medusas nadan con una eficiencia energética incomparable en el entorno oceánico. El equipo buscó recrear esto mediante el uso de un disco de polímero, que fue pretensado al estirarse en cuatro direcciones diferentes y luego combinado con otras dos capas no estresadas, una de las cuales presenta un canal de aire.

Esta pila de discos de polímero crea un robot blando que puede cambiar entre un estado relajado en el que se curva como un tazón y un estado flexionado en el que esta forma de tazón se invierte rápidamente en una cúpula, llenando el canal vacío con aire. Esto hace que la máquina aleje el agua y se mueva hacia adelante.

"Podemos hacer que el robot "flexione" bombeando aire a la capa del canal, y controlamos la dirección de esa flexión controlando el grosor relativo de la capa pretensada", dice Yin.

En las pruebas, el robot blando demostró una velocidad promedio de 53.3 mm por segundo, mientras que ninguna de las tres especies de medusas estudiadas como parte de la investigación viajó a más de 30 mm por segundo.

La investigación se publicó en la revista Advanced Materials Technologies: Leveraging Monostable and Bistable Pre‐Curved Bilayer Actuators for High‐Performance Multitask Soft Robots

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