Robótica

Las arañas muertas pueden convertirse en robots

Es el primer adelanto en "necrobótica", una especialidad que reutiliza partes de animales muertos como componentes robóticos

Las patas de araña no tienen músculos para la extensión, sino que se mueven a través de la presión hidráulica. Esa característica ha sido aprovechada por los científicos que desarrollaron los “necrobots”.

Las patas de araña no tienen músculos para la extensión, sino que se mueven a través de la presión hidráulica. Esa característica ha sido aprovechada por los científicos que desarrollaron los “necrobots”. / Créditos: Егор Камелев en Unsplash.

Pablo Javier Piacente

Un grupo de investigadores se ha propuesto transformar arañas muertas en pequeños robots dotados de pinzas mecánicas: las patas de araña pueden agarrar objetos grandes, delicados y de forma irregular con firmeza y suavidad sin romperlos, generando un sistema hidráulico con aplicaciones muy útiles. Además, son biodegradables y pueden preservarse mediante la aplicación de recubrimientos poliméricos.

Científicos de la Universidad de Rice, en Estados Unidos, descubrieron en una nueva investigación, publicada recientemente en la revista Advanced Science, una manera de lograr que las patas de una araña lobo muerta se desplegaran y crearan pinzas robóticas, capaces de agarrar diferentes objetos. Definieron a la innovación como un ”necrobot", ya que en el dispositivo se emplean las mismas estructuras biológicas de la araña fallecida.

Mucho más que robótica bioinspirada

Se sabe que los diseños perfeccionados a través de la evolución natural han dado forma a robots bioinspirados parecidos a animales, que imitan por ejemplo la locomoción de los guepardos o la capacidad de camuflaje de los moluscos, entre otros ejemplos. En ese sentido, los robots biohíbridos van un paso más allá, al incorporar directamente materiales vivos en sistemas de ingeniería. Ambos enfoques, la bioinspiración y la biohibridación, han dado lugar a nuevas y emocionantes investigaciones y adelantos.

Sin embargo, los seres humanos también han dependido a lo largo de la historia de materiales no vivos derivados de organismos vivos, desde que nuestros antepasados utilizaron pieles de animales muertos como ropa y huesos como herramientas. Según una nota de prensa, el nuevo trabajo liderado por los especialistas Daniel Preston y Faye Yap reutiliza esa noción y suma el ingrediente robótico, para dar forma a un nuevo concepto: la "necrobótica".

En la investigación, una araña inanimada se reutilizó como una verdadera pieza de robótica, que solo requirió un sencillo paso de fabricación. De esta forma, se comprueba que los materiales bióticos se pueden emplear como componentes robóticos y alcanzar la precisión necesaria para desarrollar aplicaciones verdaderamente útiles.

Video: investigadores de la Universidad de Rice han encontrado una manera de utilizar arañas muertas como materia prima para pinzas robóticas. Créditos: Brandon Martin/Rice University/YouTube.

Pinzas “necrobóticas”

En este caso, la innovación se sustenta en el mecanismo único que usan las arañas para caminar, que depende de la presión hidráulica en lugar de los pares de músculos antagónicos (como en el ser humano) para extender sus extremidades, dando como resultado una pinza necrobótica que reside naturalmente en su estado cerrado y posteriormente se puede abrir.

Mientras los humanos y otros mamíferos mueven sus extremidades sincronizando músculos opuestos, las arañas usan la hidráulica: una cámara cerca de sus cabezas se contrae para enviar sangre a las extremidades, obligándolas a extenderse. Cuando se alivia la presión, las patas se contraen. Aunque este mecanismo queda inutilizado cuando la araña muere, los científicos pudieron revitalizarlo y reutilizarlo en la pinza robótica.

Dicha pinza necrobótica es capaz de agarrar objetos con geometrías irregulares y hasta cubrir el 130% de su propia masa. Además, la pinza puede servir como un dispositivo de mano, se camufla de forma natural en entornos al aire libre y es biodegradable. Los científicos demostraron el uso de este mecanismo para recoger objetos delicados y dispositivos electrónicos, incluyendo que la pinza necrobótica quitara un cable de puente conectado a una placa de prueba eléctrica y luego moviera un bloque de espuma de poliuretano.

También demostraron que la aplicación de compuestos poliméricos puede evitar la degradación natural del material biótico. Más allá de esta aplicación en concreto, la necrobótica se puede ampliar aún más para incorporar materiales bióticos derivados de otras criaturas, que dispongan de mecanismos hidráulicos similares para la locomoción y la articulación.

Referencia

Necrobotics: Biotic Materials as Ready-to-Use Actuators. Te Faye Yap, Zhen Liu, Anoop Rajappan, Trevor J. Shimokusu and Daniel J. Preston. Advanced Science (2022). DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202201174