Un robot nadador que imita el movimiento de los pulpos podría ayudar a los investigadores a monitorear mejor los ambientes acuáticos de forma remota y en tiempo real.

Muchos se sintieron conmovidos por la improbable amistad forjada entre un buzo y un calamar en el exitoso documental de Netflix.Mi maestro pulpo “. En el documental, el primer encuentro tuvo lugar cuando un pulpo hembra se camuflaba envolviéndose en un fardo de caparazones y tratando de escapar de la atención del buceador.

Esta es una de las muchas astutas habilidades de supervivencia que tiene. Ella es como una maestra, mostrando una inteligencia sobresaliente, burlando a los depredadores y burlándose de la presa. A menudo se ha informado que estas maravillosas criaturas demuestran su capacidad para escapar de un contenedor sellado o de un pequeño agujero en un barco de pesca.

Michael Serpe, profesor del Departamento de Química de la Universidad de Alberta, desarrolló recientemente un pulpo nadador biomimético para facilitar la investigación científica del grupo. El grupo de Serpe se centra en el despliegue de tecnología de sensores basada en etalon, que utiliza un pequeño chip de vidrio con capas de polímero y metal que se puede utilizar para estudiar la calidad del agua o realizar análisis bioanalíticos. Monitorear la calidad del agua es tedioso y costoso, ya que los investigadores tienen que ir al sitio para recolectar muestras, a veces en lugares de difícil acceso.

“¿Por qué tenemos que recolectar muestras constantemente y analizarlas en el laboratorio? ¿Por qué no podemos llevar el laboratorio al río?”, dijo Serpe. «Si podemos desarrollar un dispositivo de natación que pueda transportar nuestra plataforma de sensores y podemos simplemente sentarnos en el laboratorio y hacer control y análisis remotos, entonces todos podemos sentirnos aliviados».

Para facilitar este proceso, se desarrolló un robot de natación controlado de forma inalámbrica que imita al pulpo, que nada lentamente y sin cuidado cuando es necesario y tiene la capacidad de alejarse rápidamente, como lo hacen los pulpos para escapar de los depredadores. Con este dispositivo flotante, se puede eliminar el paso del muestreo de agua y el monitoreo de la calidad del agua puede ser en tiempo real y más eficiente.

Hay muchos dispositivos de natación motorizados en el mercado. Sin embargo, el dispositivo de natación desarrollado por el Grupo Serpe es un diseño novedoso. La flotabilidad principal provenía de la pieza central: una tira biestable de metal que se ve en los brazaletes; El juguete favorito de los niños. Se puede alisar y enrollar rápidamente alrededor de la muñeca cuando se golpea contra ella.

El potencial de este material de partida de alta energía atrajo la atención de otros investigadores. El otro material es Nitinol, una aleación de metal con memoria de forma utilizada en muchos campos, más comúnmente como marcos con memoria de forma para anteojos. Esta aleación con memoria de forma puede recuperar su forma predeterminada cuando se calienta, por ejemplo, mediante la aplicación de una corriente eléctrica. «Este material de nitinol se parece más a los músculos centrales de los tentáculos del pulpo», dijo Serpe, «cuando se contraen, provocan la ruptura de la tira de metal biestable, al igual que los tentáculos se impulsan a sí mismos, aunque solo hay dos tentáculos en este prototipo».

Para hacer que el dispositivo robótico de natación del pulpo esté libre de restricciones de cables, agregaron una batería portátil y programaron un sistema de control inalámbrico. Este sistema permitió que los dispositivos de natación se controlaran con precisión a través de Wi-Fi. Al controlar cada tentáculo individual, el dispositivo de natación puede cambiar de dirección y nadar a diferentes velocidades. “Al final del dispositivo, incorporamos nuestros chips sensores Etalon y una cámara integrada. En realidad puede VER”, dijo Serpe. «Gracias a nuestro pulpo, ahora podemos llevar nuestro laboratorio al río».

“Todavía hay muchos problemas por resolver, por ejemplo, ¿cómo cambiamos la batería? ¿Cómo se previene la corrosión?” Y agregó: “Estamos investigando los problemas y se resolverán pronto”.

“Me encantó el documental de Netflix”, dijo Serpe. «Aprendimos mucho sobre el pulpo y ahora, en esta investigación, el pulpo robótico nos sirve ayudándonos con la investigación científica».

Referencia: Yu Wan, Keith Cuff y Michael Serpe, Un dispositivo de natación de metal biestable basado en aleación con memoria de forma controlado de forma inalámbrica, Sistemas inteligentes avanzados (2022). DOI: 10.1002/aisy.202100251

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