Robots con sistema circulatorio
ROBÓTICA.
El cerebro de un robot no puede hacer con su cuerpo más de lo que este le permita.
Cada vez es más frecuente enviar robots a lugares que nadie puede cartografiar por completo de antemano, como edificios derrumbados, las profundidades marinas u otros astros. Sin embargo, su hardware queda definido en la fábrica: todos los sensores deben instalarse antes de que el robot abandone el laboratorio, basándose en una estimación de aquello con lo cual el robot podría toparse.
Las venas de las alas de las polillas, así como las de las alas del robot polilla, sirven para el transporte de líquidos. Fotografías: Kadri-Ann Pankratov, Leonid Zinatullin, Hans Priks, Adele Metsniit, Urmas Johanson, Tarmo Tamm, Alvo Aabloo, Edoardo Sinibaldi, Indrek Must.
Actualmente, lo más avanzado consiste en utilizar un algoritmo adaptativo en un controlador centralizado; no obstante, esto no compensa del todo el hecho de que el cuerpo de un robot no esté bien adaptado a un entorno imprevisto. Una posible solución es crear nuevos componentes a medida que se desarrolla la situación, mejorando así la capacidad de adaptación del robot.
Para construir un componente nuevo desde cero se requieren dos cosas: componentes básicos adecuados y un mecanismo para hacerlos llegar al lugar correcto en el momento preciso. La naturaleza resuelve ambos aspectos mediante la circulación: la sangre o la hemolinfa transportan los materiales de construcción por todo el organismo, garantizando que cada órgano tenga acceso a nuevos recursos y pueda deshacerse de los ya utilizados cuando sea necesario.
Un grupo de expertos en robótica de la Universidad de Tartu (Estonia) y del Instituto Italiano de Tecnología se propuso dotar a un robot de esta misma capacidad.
El equipo, dirigido por Kadri-Ann Pankratov, de la Universidad de Tartu, se inspiró en las polillas. Al igual que otros insectos, las polillas poseen un sistema circulatorio abierto: un vaso que actúa como bomba mueve la hemolinfa (la sangre del insecto), la cual circula de forma algo dispersa a través de unos pocos canales, aunque, en su mayor parte, simplemente baña los órganos situados dentro del exoesqueleto. Esto simplifica la arquitectura.
Las alas de los insectos son, además, estructuras vivas llenas de hemolinfa, y su forma casi plana permite que el fluido fluya en un único plano, lo que evita que resulte demasiado complejo copiar esta organización en un robot.
Como modelo, los investigadores utilizaron la polilla Catocala fraxini (una de las de mayor tamaño en Estonia), cuyos especímenes fueron facilitados por colegas del Instituto de Ecología y Ciencias de la Tierra de la Universidad de Tartu.
El cuerpo del robot fue fabricado mediante impresión 3D utilizando un plástico transparente (PETG) y funciona a dos escalas. Unas “venas” de un milímetro de ancho transportan fluido a través de las alas de 86 centímetros cuadrados cada una, mientras que los espacios entre las líneas impresas forman una densa red de microcanales desde los cuales el líquido penetra unas 10 micras en el propio plástico. Una única bomba, con un sistema de control de bucle abierto, llena toda la estructura con unos 3 mililitros de líquido.
Para dotar al robot de la capacidad de que le crezca un sensor allá donde se necesite, el equipo hizo circular una “hemolinfa artificial” a través de estas venas: una mezcla de pirrol, un iniciador activado por luz y un aditivo a base de celulosa. Al incidir luz ultravioleta sobre la estructura durante aproximadamente un minuto, el pirrol contenido en el plástico se transforma en polipirrol, un polímero conductor de la electricidad. La síntesis del nuevo sensor no pasa desapercibida, ya que la estructura, originalmente translúcida, se vuelve negra; en el resto de las zonas, permanece inalterada.
La estructura funciona como un receptor de luz ultravioleta: cuando esta incide sobre ella, su resistencia eléctrica disminuye brevemente. Antes de la formación del sensor, el robot no reacciona en absoluto a la luz ultravioleta. Tras su creación, un pequeño microcontrolador integrado detecta el cambio y provoca que el robot bata sus alas (accionadas mediante un cable con memoria de forma) o que haga parpadear un LED. De este modo, el robot completa un ciclo de detección y reacción utilizando un hardware del que no disponía en el momento de su fabricación.
Pankratov y sus colegas exponen los detalles técnicos de su sistema circulatorio para robots en la revista académica Advanced Science, bajo el título “Receptogenesis in a Vascularized Robotic Embodiment”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings