Un robot blando de «inteligencia mecánica» desarrollado por un equipo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (EE. UU.) se presentó el 13 de octubre. El robot no lleva microordenador ni depende de algoritmos en tiempo real; basta con dos tubos neumáticos que controlan el inflado y desinflado para alternar entre tres modos de nado —medusa, pez y rotor— y ejecutar movimientos de ascenso, descenso, suspensión y giro. Toda la lógica de control reside en los propios materiales y la estructura, lo que equivale a integrar el «cerebro» en la estructura. Los resultados se han publicado en el último número de Science Advances.
El núcleo de esta investigación no es la forma biomimética, sino una filosofía de diseño denominada «inteligencia mecánica»: delegar en los materiales y la geometría del robot las tareas que tradicionalmente realizan sensores, chips y algoritmos. En otras palabras, el propio cuerpo actúa como procesador. Este concepto surge para superar los cuellos de botella de la arquitectura clásica de los robots blandos submarinos. En la última década, estos robots han adoptado múltiples morfologías, pero la mayoría solo logra un modo de locomoción a la vez, confinando su movimiento a un plano bidimensional: pueden avanzar, retroceder, subir y bajar, pero no girar.
Para lograr maniobrabilidad tridimensional bajo el agua, hace falta un sistema de accionamiento independiente para cada una de las tres direcciones.
La filosofía de diseño de «inteligencia mecánica» impulsa el avance de los robots submarinos
En 2018, el robot pez blando SoFi del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (MIT CSAIL) necesitó seis entradas de accionamiento independientes —encargadas del batido de la aleta caudal, el control de flotabilidad y el control de las aletas de profundidad—, junto con una bomba hidráulica, una batería de litio a bordo y un módulo de control remoto acústico, para lograr la natación autónoma en tres dimensiones.
El cuerpo principal del robot consiste en un marco central octogonal al que se unen cuatro brazos triangulares flexibles; en el interior del marco hay una bolsa plana de silicona ultrasuave que forma un actuador neumático de doble canal. El prototipo mide 55 mm de largo y pesa 14,5 g. Cada brazo está diseñado como una estructura «monoestable», similar a una puerta con muelle: al inflarse, el brazo golpea hacia abajo rápidamente y, al superar el punto crítico, libera la energía elástica; al desinflarse, la estructura vuelve automáticamente a su posición original, completando la inversión del brazo en unos 26 milisegundos.
En concreto, cuando ambos canales se inflan y desinflan simultáneamente, los cuatro baten al unísono generando pulsos verticales: el robot asciende, desciende y se mantiene en suspensión en «modo medusa»; si solo se infla un canal, los brazos del lado opuesto baten con amplitud mientras los adyacentes asisten, y el robot nada direccionalmente como un pez; si los dos canales se inflan alternadamente con una diferencia de fase de 180°, los brazos adyacentes baten por turnos y el robot asciende en espiral sobre su eje, entrando en «modo rotor». Los tres modos pueden encadenarse sin solución de continuidad, permitiendo al robot seguir una trayectoria programada que combine ascenso, suspensión, giro y descenso.
En cuanto a prestaciones, el modo medusa alcanza una velocidad máxima de ascenso de 1,64 longitudes de cuerpo por segundo y un coste de transporte mínimo de 17,6; el modo rotor registra una velocidad angular punta de unos 90°/s. La transición entre los tres modos es continua y suave: el robot puede describir una trayectoria en forma de Π ejecutando ascenso, suspensión, giro y descenso de forma encadenada, y también puede reorientarse mediante el giro del modo rotor para luego enlazar con la natación rectilínea del modo pez, logrando así una maniobrabilidad tridimensional real.
Por ahora, el robot requiere que un operador ajuste manualmente la frecuencia y la fase del inflado/desinflado, ya que carece de capacidad propia de percepción y decisión en tiempo real. Al cambiar de modo, el momento angular residual de la rotación anterior afecta la natación direccional, y una vez fijada la estructura, la adaptabilidad a la misión resulta limitada.
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