Investigadores de la Escuela de Ingeniería de la EPFL, en colaboración con el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes, han creado un pequeño robot nadador que se mueve en el agua a una velocidad y precisión impresionantes.
Robot acuático inspirado en gusanos planos: una innovación para la exploración ecológica
El uso de robots acuáticos para la recolección de datos en entornos sensibles plantea un reto significativo: deben ser eficientes sin afectar la biodiversidad del ecosistema. Los sistemas de propulsión tradicionales, como hélices o motores de combustión, pueden generar ruido, perturbar la fauna y quedar atrapados en la vegetación acuática. Consciente de esta problemática, un equipo de científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza ha desarrollado un robot inspirado en los movimientos de los gusanos planos marinos.
Biomimética en la propulsión acuática
Los gusanos planos, aunque suelen habitar el fondo marino, pueden desplazarse en el agua mediante movimientos ondulatorios de su cuerpo fino y flexible. Esta estrategia ha sido replicada en un diminuto robot acuático que se desplaza por la superficie del agua de manera eficiente y sin generar ruido.
El dispositivo es autónomo, ligero y compacto, con un peso de solo 6 gramos y unas dimensiones de 45 mm de largo por 55 mm de ancho. Su sistema de propulsión incorpora dos membranas de goma flexible de 6 mm de grosor, que actúan como aletas pectorales. Cada una está conectada a un actuador electrohidráulico que genera ondas de movimiento, impulsando el robot sin necesidad de mecanismos rígidos o hélices.
Un robot eficiente y silencioso
El sistema electrónico a bordo suministra hasta 500 voltios a los actuadores con un consumo de apenas 500 milivatios, lo que permite un desplazamiento eficiente. Gracias a este diseño, el robot alcanza velocidades de 12 cm por segundo, mejorando la capacidad de desplazamiento de los gusanos planos, ya que sus aletas ondulan 10 veces más rápido que el movimiento natural de estos animales.
Otra característica destacable es su capacidad de movimiento en todas direcciones. Puede avanzar, girar a ambos lados e incluso desplazarse lateral o hacia atrás si se le incorporan dos actuadores adicionales. Además, al no emplear motores convencionales, el dispositivo es completamente silencioso, lo que reduce el impacto ambiental en hábitats sensibles.
Aplicaciones en monitoreo ambiental y agricultura sostenible
El prototipo actual cuenta con sensores de luz que le permiten seguir fuentes luminosas de manera autónoma. Además, es capaz de empujar objetos flotantes hasta 16 veces su propio peso, lo que lo hace útil para diversas aplicaciones.
Entre sus posibles usos destacan:
- Monitoreo ambiental: La recolección de datos sobre contaminación del agua, calidad del ecosistema y patrones de desplazamiento de microorganismos.
- Seguimiento de contaminantes: Podría detectar y rastrear la propagación de derrames de petróleo u otros residuos flotantes en el agua.
- Agricultura de precisión: En cultivos inundados, como los arrozales, podría ayudar a medir variables ambientales y mejorar la eficiencia en la gestión del agua y nutrientes.
Futuro del proyecto
El equipo de investigación busca mejorar la autonomía y el tiempo de operación del robot, permitiendo su despliegue en entornos acuáticos por periodos prolongados sin intervención humana.
“Los conocimientos adquiridos con este proyecto no solo impulsan la ciencia de la robótica bioinspirada, sino que también sientan las bases para sistemas robóticos prácticos y armoniosos con la naturaleza”, señaló Florian Hartmann, ex investigador de la EPFL y actual líder de grupo en el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Alemania.
Este desarrollo representa un avance significativo en la interacción de la robótica con el medioambiente, promoviendo el diseño de dispositivos eficientes, sostenibles y alineados con los principios de la ecología y la energía renovable.
Vía epfl.ch
Referencias: Hartmann et al. Highly agile flat swimming robot. Science Robotics. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adr0721
