Robots parecidos a medusas para limpiar el océano

Los científicos del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes (MPI-IS) han desarrollado un robot pequeño, eficiente y silencioso como una medusa para un fácil manejo.

Los océanos, que cubren la mayor parte de la tierra, sufren altos niveles de contaminación. Los robots pueden limpiar los escombros alrededor de los arrecifes de coral. Pero los robots submarinos actuales son ruidosos y voluminosos con cuerpos rígidos, lo que limita su capacidad para navegar en entornos complejos e irregulares.

Científicos del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes (MPI-IS) han desarrollado un robot versátil, energéticamente eficiente y casi silencioso que se asemeja a una medusa y cabe en la palma de la mano. El equipo construyó el robot utilizando actuadores electrohidráulicos que actúan como músculos artificiales alimentados por electricidad. Los componentes blandos y rígidos y los cojines de aire estabilizan el robot y lo hacen impermeable, evitando el contacto de alto voltaje con el agua circundante. Los cables delgados conectados a una fuente de alimentación hacen que los músculos se contraigan y se expandan, lo que permite que el robot nade con gracia y cree vórtices debajo de su cuerpo.

El robot inspirado en las medusas crea corrientes alrededor de su cuerpo y puede recolectar objetos y muestras biológicas sin problemas y en silencio. Esto lo hace útil para limpiar desechos y recolectar especímenes frágiles sin afectar el medio ambiente. Los robots medusa capturan objetos sin contacto y pueden trabajar solos o en grupos, moviéndose a velocidades rápidas de hasta 6,1 cm/s. También tienen una baja potencia de entrada de alrededor de 100 mW. Jellyfish-Bot es seguro para humanos y peces incluso si el polímero aislante está dañado. Su ruido es indistinguible del fondo y por lo tanto protege el medio ambiente.

El robot tiene varias capas, incluidas capas rígidas y flotantes, y una piel de polímero. Sus músculos artificiales alimentados eléctricamente, llamados HASEL, están incrustados en el medio de las capas. Los HASEL son bolsas de plástico llenas de dieléctrico líquido, parcialmente cubiertas con electrodos. Cuando se aplica un alto voltaje, los electrodos se cargan positivamente y el agua circundante se carga negativamente. Los músculos HASEL se contraen y relajan como músculos reales al forzar el aceite en bolsas de plástico mediante cargas eléctricas. Tienen una alta capacidad de carga eléctrica y están aislados contra el agua. Nunca antes se habían utilizado para construir un robot submarino. Primero, el equipo diseñó Jellyfish-Bot con un electrodo de seis dedos, o brazo, y luego dividió el electrodo único en grupos separados para actuar de forma independiente.

El equipo agregó flotabilidad en la parte superior y la batería y el microcontrolador en la parte inferior. Lo probaron en un estanque y lo dirigieron con éxito. Sin embargo, todavía no han podido hacer que nade en la dirección opuesta. El equipo debería alcanzar este objetivo pronto.

Referencia: Tianlu Wang et al., Una plataforma robótica similar a una medusa versátil para una propulsión y manipulación submarinas efectivas, avances científicos (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg0292