Diseño Bien Armado: 8 Tecnologías Inspiradas En El Pulpo

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Los pulpos han inspirado muchas innovaciones tecnológicas, desde materiales de camuflaje hasta brazos robóticos. Aquí hay algunas tecnologías inspiradas en el pulpo.

El pulpo ha inspirado mucha innovación tecnológica, y con buena razón. Este cefalópodo es diestro bajo el agua, puede camuflarse, tiene una visión bien desarrollada, brazos musculosos, ventosas sensoriales y un cuerpo blando.

"El pulpo es un animal fascinante, muy especial, dada su estructura muscular que funciona como un esqueleto modificable", dijo Cecilia Laschi, profesora de biorrobótica de la Escuela de Estudios Avanzados Sant'Anna en Pisa, Italia.

Laschi está editando actualmente un número especial de la revista Bioinspiration & Biomimetics, que se publicará este otoño, sobre robótica inspirada en el pulpo. [Ver fotos de varias tecnologías inspiradas en el pulpo]

Aquí hay algunas tecnologías novedosas que los investigadores, como Laschi, han creado basándose en la criatura marina:

Material de camuflaje

Los pulpos tienen células especializadas que les permiten a los animales cambiar el color y el patrón de su piel, camuflándose efectivamente de los depredadores. Un equipo de investigadores dirigido por Cunjiang Yu, profesor asistente de ingeniería en la Universidad de Houston, y John Rogers, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, desarrollaron su propia versión de ese camuflaje.

El sistema de camuflaje flexible del equipo contiene capas de tinte y sensores de luz sensibles al calor. "Formamos parte de un equipo interdisciplinario de investigadores financiado por la Oficina de Investigación Naval para estudiar la ciencia de la ingeniería sobre cómo reproducir las capacidades de cambio de color de los cefalópodos en sistemas creados por el hombre", dijo Rogers a WordsSideKick.com.

Ventosas

El año pasado, científicos del Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU., El Centro Biológico Químico de Edgewood y la Universidad de Maryland crearon ventosas autoadhesivas impresas en 3D. Estos dispositivos podrían ayudar a los robots a agarrar objetos, particularmente en entornos de alivio de desastres que son demasiado peligrosos para que entren los humanos.

Los investigadores probaron cuatro copas de succión de prototipo del tamaño de la punta de los dedos, hechas de un tipo de polímero que se solidifica con luz UV. Los resultados mostraron que las copas eran lo suficientemente fuertes como para sostener una botella de vino, según el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU.

Robot que cambia de color

Los científicos de la Universidad de Harvard, dirigidos por el químico George Whitesides, crearon un robot suave que cambia de color hace dos años, inspirado en pulpos y calamares.

El robot de cuatro extremidades tiene una capa separada de pequeños canales a través de los cuales se pueden bombear los tintes líquidos hacia adentro y hacia afuera. El color de los tintes se puede combinar para ayudar al robot a integrarse en su entorno.

Más recientemente, el equipo desarrolló un nuevo robot blando. Si bien este no cambia de color, tiene la misma forma que el original y puede moverse de forma autónoma. Hecho de silicona, microesferas de vidrio hueco y tejido sintético especializado, es lo suficientemente resistente como para resistir las llamas, el agua y ser atropellado por un automóvil. La nueva revista Soft Robotics presentó el diseño del robot en el primer número de la publicación.

Nadando

El año pasado, científicos de la Fundación para la Investigación y la Tecnología - Hellas en Grecia probaron un prototipo de robot de ocho brazos bajo el agua. La máquina no solo parecía un pulpo, sino que también imitaba los movimientos de esa criatura. [Máquinas súper inteligentes: 7 futuros robóticos]

El objetivo del proyecto es investigar nuevos tipos de propulsión para que a los robots les resulte más fácil y eficiente transportar cargas pesadas bajo el agua.

Los experimentos dentro de un tanque de agua con el prototipo robótico de ocho brazos demostraron con éxito un movimiento similar a un remo llamado sculling, y alcanzaron una velocidad de 0.2 longitudes de cuerpo por segundo según el documento de los investigadores para la Conferencia Internacional IEEE 2013 sobre Robótica y Automatización.

Suave detección

El control corporal altamente distribuido del pulpo impulsó a los investigadores de la Universidad de Zurich, en Suiza, y la Universidad de Kyoto, en Japón, a crear y estudiar un brazo de silicona cargado de sensores. Los sensores detectan la posición del brazo mientras gira, lo que permite a los investigadores rastrear y analizar la dinámica en juego.

Los materiales no rígidos son generalmente difíciles de controlar, por lo que los científicos esperan que sus cálculos conduzcan a interfaces de robots blandos más inteligentes.

"Muchos seres vivos tienen cuerpos muy blandos, y el pulpo es el caso extremo", dijo Kohei Nakajima, profesor asistente en la Universidad de Kyoto en el Centro Hakubi de Investigación Avanzada, que trabaja en el brazo. "Es por esto que muchos investigadores, especialmente de robótica bioinspirada, están interesados ​​en esto".

Brazos robóticos usables

Un prototipo reciente para los brazos robóticos portátiles puede parecerse al Doctor Octopus, supervillano de Spider Man, pero el dispositivo, creado por un equipo del Laboratorio d'Arbeloff del MIT, fue creado con buenas intenciones.

Dar a las personas armas adicionales podría algún día ayudar a prevenir lesiones para los trabajadores que realizan tareas repetitivas y difíciles. Las imágenes conceptuales del laboratorio muestran estos "miembros robóticos supernumerarios" o SRL, montados en los hombros o en la cintura. En las pruebas de este verano, un prototipo montado en el hombro demostró cómo los brazos pueden imitar los movimientos reales de los brazos del usuario.

Operaciones marinas

El PoseiDRONE es un derivado del Proyecto Europeo de Integración de Pulpos, que trabajó con nuevos principios de diseño y tecnología para robots blandos de próxima generación basados ​​en el comportamiento y las características de los pulpos.

Cecilia Laschi y sus colegas están trabajando para construir un nuevo robot hecho de hasta un 90 por ciento de materiales blandos que puedan sobrevivir en condiciones adversas bajo el agua mientras realizan trabajos riesgosos. El objetivo es que el robot PoseiDRONE nade, se arrastre y manipule las herramientas bajo el agua.

En el futuro, robots blandos como este podrían realizar tareas como el mantenimiento bajo el agua en turbinas eólicas marinas, o podrían ayudar en las operaciones de perforación petrolera. Un prototipo actualizado se está probando ahora.

Endoscopio blando

Otra escisión del Proyecto Europeo del Pulpo que Laschi y su equipo comenzaron es el proyecto STIFF-FLOP centrado en sistemas cognitivos y robótica para operaciones quirúrgicas. El objetivo del proyecto es crear un endoscopio suave y flexible para cirugía mínimamente invasiva. Hasta ahora, el diseño se inspira en los troncos de elefante y los brazos de pulpo.

Laschi dijo que su laboratorio solía mantener pulpos vivos para mediciones y observación para informar el endoscopio y otros proyectos. Esto ayudó a los investigadores a conocer mejor a los animales. "Son inesperadamente interactivos con los seres humanos", dijo. "Impresionantemente, todos nuestros animales mostraron comportamientos y actitudes bastante diferentes, uno de otro".

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