Un robot submarino inspirado en medusas podría limpiar los residuos de los océanos

Resumen TL;DR

• Jellyfish-Bot puede atrapar residuos y recoger muestras frágiles con un impacto mínimo en el entorno circundante.

• Los actuadores electrohidráulicos impulsan el movimiento del robot, creando una herramienta de recolección de residuos silenciosa y sin contacto.

• Las mejoras futuras tienen como objetivo hacer que Jellyfish-Bot sea inalámbrico y mejorar sus capacidades de navegación y operación.

A medida que los océanos del mundo siguen sufriendo los efectos de la contaminación, un equipo de robóticos del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS) en Stuttgart puede haber encontrado una solución. Inspirados por las medusas, han desarrollado un nuevo robot submarino que podría ayudar a limpiar los residuos del fondo del océano.

El Jellyfish-Bot está diseñado para operar casi en silencio, con músculos artificiales que le permiten moverse de una manera que crea un vórtice de aire debajo de su cuerpo, permitiéndole recoger residuos sin contacto físico. Con el potencial de interactuar de forma segura con entornos delicados como los arrecifes de coral, este robot innovador podría resultar ser una herramienta valiosa para la remediación ambiental.

Presentando el Jellyfish-Bot: Un robot submarino inspirado en la naturaleza

Con más del 70 % de la superficie de la Tierra cubierta por océanos, que lamentablemente están altamente contaminados, emplear robots submarinos para dominar la limpieza se ha convertido en una estrategia para combatir las montañas de residuos encontrados en estos ecosistemas tan sensibles.

Sin embargo, los prototipos existentes suelen utilizar actuadores voluminosos y ruidosos, con configuraciones limitadas. El nuevo robot, llamado Jellyfish-Bot, podría convertirse en una herramienta importante para la remediación ambiental. El prototipo casi libre de ruido puede atrapar objetos debajo de su cuerpo sin contacto físico, lo que permite interacciones seguras en entornos delicados como los arrecifes de coral.

El robot Jellyfish-Bot consta de una serie de seis actuadores electrohidráulicos que sirven como músculos artificiales para impulsar el robot. Los HASEL son músculos artificiales que utilizan electricidad para crear movimiento. Consisten en bolsas de plástico llenas de dieléctrico líquido y cubiertas parcialmente por electrodos. Cuando se aplica un alto voltaje a un electrodo, se carga positivamente, lo que hace que el agua circundante se cargue negativamente. Esto genera agua cargada negativamente que mueve el aceite dentro de las bolsas de adelante hacia atrás, haciendo que los actuadores se agiten.

El robot submarino nada con gracia, creando remolinos debajo de su cuerpo a través de corrientes eléctricas periódicas que fluyen a través de los cables, lo que le permite circular el agua a su alrededor. Como postdoctorado en el Departamento de Inteligencia Física del MPI-IS y primer autor de la publicación, Tianlu Wang explica que el robot es capaz de recoger nutrientes al circular el agua a su alrededor cuando una medusa nada hacia arriba y puede atrapar objetos a lo largo de su trayectoria.

Esta función recoge eficientemente partículas de residuos y muestras biológicas delicadas, como huevos de pescado, sin dañar el medio ambiente ni la vida acuática. Los residuos recogidos se transportan a la superficie para su reciclaje con una perturbación mínima por ruido.

Wang dijo que el robot tiene la capacidad de recoger muestras biológicas delicadas, como huevos de pescado, del fondo del mar y traerlas a la superficie. Los autores del estudio señalan que un gran porcentaje de los residuos marinos termina en el fondo del océano, siendo los plásticos los principales culpables. Creen que es crucial crear un robot que pueda recoger y transportar residuos a la superficie y esperan que tales robots ayuden a limpiar los océanos.

El diseño del robot Jellyfish-Bot es casi silencioso, proporcionando una herramienta de recolección de residuos menos invasiva que otras soluciones robóticas disponibles actualmente. Las corrientes eléctricas fluyen a través de los actuadores, impulsando el movimiento del robot al expandir y contraer sus 'músculos'.

Jellyfish-Bot ahora está equipado con brazos que pueden sujetar y sostener objetos como parte de su diseño. Joo explicó que lograron sujetar objetos haciendo que cuatro de los brazos funcionen como un propulsor y los otros dos como una pinza, o actuando solo un subconjunto de los brazos para dirigir el robot en diferentes direcciones. También exploraron cómo operar una colectividad de varios robots.

Por ejemplo, tomamos dos robots y les permitimos recoger una mascarilla, lo cual es muy difícil para un solo robot por sí solo. Dos robots también pueden cooperar en el transporte de cargas pesadas. Sin embargo, en este punto, nuestro Jellyfish-Bot necesita un cable. Esta es una desventaja si realmente queremos usarlo algún día en el océano.

A continuación, el equipo espera desarrollar aún más el Jellyfish Bot haciéndolo completamente autónomo para que pueda operar sin un cable. También planean aumentar su tamaño y durabilidad para resistir mejor las corrientes oceánicas. Además, el equipo espera explorar posibles aplicaciones para el robot más allá de la recolección de residuos, como el monitoreo y el estudio de la vida marina.

El desarrollo del Jellyfish-Bot representa un paso importante hacia adelante en el uso de la robótica para la remediación ambiental. Al proporcionar una herramienta de recolección de residuos menos invasiva y casi libre de ruido, el robot podría desempeñar un papel crucial en la limpieza de nuestros océanos y en la preservación de ecosistemas delicados.