En un estudio pionero publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, un equipo formado por el profesor Stanislav N. Gorb, del Instituto de Zoología de la Universidad de Kiel, e investigadores de China, presenta un nuevo robot inspirado en el saltamontes chino, Oxya chinensis. Gracias a esta innovación robótica, podrá realizar acrobacias acuáticas como nadar y saltar sobre cuerpos de agua, una proeza que imita las habilidades naturales de un saltamontes. Esta adaptación al robot serpiente puede considerarse uno de los grandes avances en robótica avanzada, ya que tiene potencial en diversos terrenos.
Revolucionando la robótica con el diseño de la naturaleza
Esto es exactamente lo que quiere descubrir un grupo de biólogos, científicos de materiales y especialistas en biónica: desde hace tiempo se han inspirado en las extraordinarias capacidades de los animales para posibles aplicaciones en tecnología.
Su trabajo anterior: brazos robóticos inspirados en insectos y una película adhesiva, similar a los apéndices pegajosos de múltiples patas de insectos, arañas y gecos. Su último proyecto es un intento de profundizar en un área poco estudiada: la peculiar locomoción en el agua que realiza el saltamontes chino.
El experimento estudió el movimiento del saltamontes con 15 ejemplares en un tanque de vidrio. Los científicos utilizaron cámaras de alta velocidad para describir estas acrobacias acuáticas, observando y grabando los mecanismos de 48 saltos y 54 intentos de natación del saltamontes.
La ciencia detrás del salto
La clave de las extraordinarias habilidades del saltamontes reside en la combinación de fuerzas estáticas y dinámicas. El estudio descubrió que la misma presión hidrostática soporta su peso corporal en función de su masa, mientras que el movimiento hidrodinámico del cuerpo se sustenta en las interacciones entre los extremos apicales de sus extremidades y el agua. Este doble mecanismo permite a los saltamontes nadar o saltar fuera del agua sin problemas, lo que demuestra una sinergia entre la flotabilidad y la propulsión sin precedentes en el diseño robótico.
Una nueva estrategia de impulso para la robótica
La mayoría de estos modelos robóticos tradicionales se han centrado en la tensión superficial o en la dinámica de las extremidades para la locomoción acuática, cada uno con sus propias deficiencias. De los dos modelos, el movimiento basado en la tensión superficial requiere superficies superhidrofóbicas, difíciles de replicar en robots de gran tamaño. El alto consumo de energía es una característica del segundo modelo, es decir, la dinámica de las extremidades. El saltamontes chino lo consigue de una forma novedosa: combina el uso de fuerzas hidráulicas estáticas para soportar el peso y utiliza movimientos dinámicos para la propulsión.
Gjson y su equipo se inspiraron en este modelo natural para crear un robot que imita la locomoción acuática de un saltamontes. El diseño de los robots los hace muy eficaces para nadar y saltar sobre la superficie del agua mediante un control de velocidad de las extremidades. Este avance podría dar lugar a un género completamente nuevo de robótica para la navegación en entornos complejos, desde operaciones de rescate en hábitats anegados hasta la monitorización ambiental de los sistemas fluviales de nuestro planeta.
Implicaciones y direcciones futuras
Esto revela un potencial incalculable en el campo de la robótica bioinspirada y abre nuevas vías para la innovación tecnológica. Estas capacidades de imitación de la locomoción acuática en forma robótica cambiarían sin duda la forma en que percibimos el diseño y la funcionalidad de la robótica, dando lugar a máquinas más versátiles y de bajo consumo.
A medida que el equipo continúa perfeccionando su prototipo, las posibilidades de aplicación son enormes. Su impacto abarca desde la mejora de las misiones de búsqueda y rescate en terrenos difíciles hasta la ayuda para desvelar más secretos sobre la vida acuática. En ese sentido, se muestra un avance de lo que le espera a la robótica inspirada en la naturaleza en el futuro. En general, la colaboración del equipo del profesor Stanisław N. Gorb con un grupo de investigadores chinos ha dado lugar a un robot bioinspirado muy interesante, capaz de realizar asombrosas acrobacias acuáticas. Esta tecnología lleva la robótica un paso más allá al inspirarse en los movimientos quimiofísicos de la ingeniosa locomoción del saltamontes chino y le añade un valor estético.
