Nadando ando...y sensando también

Una de las ramas dentro de la Bioingeniería es la llamada biodiseño. El biodiseño combina varias disciplinas, entre ellas la anatomía, la neurociencia, la biología, la ingeniería y todas aquellas que conciernen a los organismos vivos, con el diseño para la exploración del futuro de la vida a distintos niveles y cómo contribuir a una sociedad mucho más sostenible. Uno de los usos más comunes para la colocación de biosensores en el medio acuático es el uso de peces robots. Estos permiten, a través de tener una fisonomía similar a un pez, moverse en corrientes de agua donde, dependiendo del tipo de sensor, se pueden medir niveles de algún contaminante en particular, calidad del agua, etc.

Recientemente, en un artículo de la revista científica Nature (Julio 2019), científicos de la Universidad de Cornell y de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, desarrollaron un sistema vascular electrolítico para robots que requieren altas cantidades de energía, crearon un pez robótico que tiene venas plásticas y sangre artificial. 

 Video: Soft robotic fish swimming

Los autores del estudio comentan que el sistema circulatorio de este robot tiene diversos propósitos. Igual que ocurre en los seres vivos. En ese sentido, los expertos señalan que los elementos que componen el cuerpo humano son multifuncionales. Y que en cambio, los autómatas albergan componentes que por lo general cumplen una única tarea. Por ejemplo la batería para la autonomía y otras mecánicas para generar movimiento. Este sistema circulatorio artificial altera esa lógica.

De acuerdo al artículo, los robots carecen de los sistemas interconectados multifuncionales que se encuentran en los organismos vivos y, por lo tanto, no pueden reproducir su eficiencia y autonomía. Es por ello que el gran problema es que los elementos con un único propósito hacen que sean más grandes y pesados, menos flexibles y con baja autonomía.

La sangre sintética tiene una doble función. Por un lado, opera como un fluido hidráulico que genera movimiento. O sea, es un mecanismo de propulsión que actúa en forma continua. Además es una eficiente solución energética, que reemplaza a las baterías tradicionales. De este modo, los investigadores lograron reducir el peso de su criatura y mejorar la autonomía.

A través de la solución energética, se buscó resolver el problema, por medio de formas de almacenar energía en todos los componentes de un robot. Esta 'sangre' es la primera demostración de almacenamiento de energía en un fluido que usualmente sólo se emplea para el movimiento, notaron los científicos.

En el sistema vascular sintético desarrollado, el fluido almacena energía química que posteriormente se puede usar para alimentar al pez robótico. A medida que el fluido es bombeado, el movimiento de dicho fluido también hace que el robot se pueda mover. Este sistema vascular, por lo tanto, es multifuncional. Son estas múltiples funciones las que permiten que el robot mantenga su destreza y movimientos, y al mismo tiempo pueda disponer de un largo tiempo de funcionamiento es lo que se desprende del artículo científico.

En el futuro, existe la posibilidad que este sistema trascienda a un simple pez sintético moviéndose en una pecera pequeña. Los investigadores quieren implementarlo en robots de mayor porte, e incluso en automóviles o aviones. Para eso, aún hay mucho camino por recorrer… o nadar.

Fuente: Aubin, C. A., Choudhury, S., Jerch, R., Archer, L. A., Pikul, J. H., & Shepherd, R. F. (2019, 06). Electrolytic vascular systems for energy-dense robots. Nature, 571(7763), 51-57. doi:10.1038/s41586-019-1313-1

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