Las tortugas marinas inspiran robot que camina por la playa
Un robot inspirado en las tortugas marinas ha sido creado por un grupo de investigadores de los Estados Unidos para ayudar a entender la mecánica de caminar y gatear sobre superficies complejas.
Apodado “Flipperbot”, el robot ha sido presentado el 24 de abril, en la revista de IOP Publishing Bioinspiration and Biomimetics, y fue diseñado para probar cómo los organismos de la vida real, como las focas, tortugas marinas y perioftalmos utilizan aletas para moverse sobre superficies como la arena.
El robot de 19 cm de largo fue construido por Nicole Mazouchova, trabajando en el laboratorio Professor Daniel Goldman’s Complex Rheology and Biomechanics (CRAB) en el Instituto de Tecnología de Georgia, y por el Dr. Paul Umbanhowar de la Universidad de Northwestern.
Pesa sólo 790 gramos y no es propulsado por las piernas o ruedas, sino que se arrastra con dos extremidades como aletas delanteras, que se extienden 40 cm. Cada miembro está impulsado por pequeños motores servo y tiene una aleta ligera delgada en su extremo. Durante el estudio, el robot se puso a prueba en una cama de 122 cm de largo de semillas de amapola y fue grabado con una cámara digital de alta velocidad.
Los investigadores creen que la mejor comprensión de la locomoción basada en aletas adquirida en su estudio, podría inspirar el diseño de los futuros robots multi-terreno que puedan nadar y caminar utilizando eficazmente los mismos apéndices.
Por otra parte, los resultados de este estudio, posiblemente, podrían ser utilizados para aclarar las adaptaciones evolutivas de estructuras, como las aletas, cuando los animales como los peces se trasladaron desde ambientes acuáticos a terrestres hace varios cientos de millones de años.
El profesor Daniel Goldman y su grupo, han estudiado previamente el comportamiento de la caminata de alto rendimiento de las crías de tortugas marinas, y el objetivo de este estudio fue utilizar un robot para profundizar en la mecánica del movimiento de las aletas en tierra.
“Flipperbot nos permitió explorar aspectos de la marcha de la tortuga marina y la estructura que fue desafiante, si no imposible, para investigar en experimentos de campo con animales reales,” dijo el profesor Goldman.
La investigación ha demostrado, entre otras cosas, que una muñeca libre en el extremo de la aleta tiene una ventaja significativa sobre una muñeca fija.
“Una de las principales conclusiones de nuestro estudio fue que cuando el robot estaba equipado con una muñeca libre, era capaz de moverse con mayor eficacia sobre el terreno, ya que permite a la aleta permanecer bloqueada en su lugar dentro de una región sólida de arena y, por lo tanto, agitar menos material durante el impulso hacia adelante.
“Con una muñeca fija, el robot también interactúa con el suelo que ya ha sido agitado por sus pasos anteriores, lo que dificulta su movimiento,” continuó el profesor Goldman.
Estas conclusiones fueron respaldadas por las imágenes de la vida real de los neonatos de tortugas marinas tomadas por el coautor del estudio, Nicole Mazouchova, durante seis semanas en estudio decampo en la Isla Jekyll, en Georgia, que mostraron que las tortugas marinas experimentaron fallas similares.
Mazouchova cree que más pruebas con el robot podrían ayudar en la biología de conservación de las tortugas. Dijo: “El hábitat natural de la playa de las crías de tortugas marinas está en peligro por la actividad humana. Los modelos por robot nos pueden proporcionar una herramienta para poner a prueba las características ambientales de la playa y poner en práctica los esfuerzos para la conservación.”
Además de la flexibilidad de la muñeca, los investigadores también investigaron las diferentes profundidades en las que la aleta penetró en las semillas de amapola, al mismo tiempo que midieron la elevación del cuerpo, el empuje de la aleta, el arrastre de la base del robot y la cantidad de suelo que fue agitado. Los resultados mostraron que la relación entre cada uno de estos aspectos no es trivial, pero pueden, sin embargo, ser entendidos usando modelos relativamente simples.
El co-autor del estudio, el Dr. Paul Umbanhowar dijo: “Nuestro modelo muestra que las aletas impulsadas en tierra suave, están determinadas en gran medida por simple física granular. Sin embargo, la sensibilidad inherente de este tipo de movimiento para agitar el suelo, significa que cambios muy pequeños en la marcha o la estructura del cuerpo pueden causar una disminución drástica en la velocidad.”
El artículo fue tomado de IOP Publishing.
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