Diseñar un robot biomimético es más útil para un biólogo que para un ingeniero

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En este blog ya hablamos de la natación en el desierto del escinco, el pez de las arenas, un lagarto de cortas patas que puede bucear por el interior de la arena. Los mismos autores del estudio de Science publican ahora el desarrollo de un robot biomimético para determinar si es correcto su modelo teórico (que estaba basado en imágenes de rayos X de escincos en acción). El robot consiste en seis segmentos conectados entre sí por articulaciones rotatorias que están impulsadas por servomecanismos. El robot está recubierto por un «bañador» de látex y elastano (spandex). Los investigadores han demostrado que el robot es capaz de nadar en un medio granular a velocidades similares a las observadas en los escincos vivos, aunque su eficiencia energética es un 30 % menor; de hecho, la eficiencia energética de los escincos se aproxima al máximo predicho por el modelo teórico. Las simulaciones por ordenador han permitido determinar que la razón de esta discrepancia es que el robot sólo tiene seis segmentos articulados; cuando en las simulaciones se utilizan 15 segmentos se obtiene una eficiencia similar al máximo predicho en teoría. Los autores del estudio concluyen que la eficiencia puede ser la razón por la que los nadadores de las arenas son alargados, con extremidades pequeñas, con un cuerpo suave y con muchas vértebras. Un cuerpo capaz de describir curvas muy suaves es mucho más eficiente. El nuevo artículo técnico es Ryan D. Maladen et al., «Mechanical models of sandfish locomotion reveal principles of high performance subsurface sand-swimming,» Journal of the Royal Society Interface, Published online before print March 4, 2011 [copia gratis y vídeos suplementarios]; me enteré de este artículo gracias a Stephanie B. Crofts, Adam P. Summers, «Biomechanics: Swimming in the Sahara,» Nature 472: 177–178, 14 April 2011.

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¿Para qué han necesitado fabricar un robot si al final han recurrido a las simulaciones numéricas? Porque el comportamiento de un material granular como la arena es difícil de entender, ya que puede actuar como un sólido y un líquido. Los parámetros físicos de este medio y los de la interacción del animal con las granos de arena son difíciles de estimar a partir de imágenes de rayos X. Valores precisos de estos parámetros son imprescindibles para las simulaciones numéricas realistas. Poder controlar el movimiento de un robot permite obtener diferentes conjuntos de parámetros (cinemáticos) del movimiento cuya comparación con las simulaciones por ordenador permite obtener un ajuste de los parámetros (dinámicos) del problema.



2 Comentarios

  1. Gracias por este artículo, me ayuda a resolver un problema didáctico para mis alumnos en un tema que ralaciona «Resover Problemas (no ejercicios matemáticos), Metrología y Generación de patrones», Atentamente Roberto.

  2. ¿algo que ver con Dune?

    Sergio

    p.s. Estupendo todo tu blog y una humilde nota creo que es «consiste en» y no «consiste de/ consist of» 😉
    El inglés hace muy malos amigos 😛

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 24 abril, 2011
Categoría(s): ✓ Biología • Ciencia • Física • Mecánica • Physics • Science
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