agosto 10, 2022

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Se desarrolló el guante de pulpo – wissenschaft.de

Es un hecho bien conocido que un pulpo puede agarrar fácilmente cualquier cosa que se nos escape de las manos en el agua. Con el fin de transferir las habilidades de los animales acuáticos exóticos a los humanos, los investigadores ahora han desarrollado un guante de inspiración biológica. Están equipados con ventosas cuya capacidad de retención es controlada automáticamente por un sistema de sensores. Las pruebas muestran que los objetos húmedos se pueden sujetar de forma segura y suave con “Octa-glove”. Los desarrolladores dicen que este concepto tiene muchas aplicaciones posibles.

Los humanos somos criaturas salvajes, por lo que para aclimatarnos al mundo submarino tenemos que equiparnos con tecnología: los tanques de buceo nos permiten respirar, los trajes de neopreno nos mantienen calientes y las gafas nos permiten ver. Para compensar otra vulnerabilidad bajo el agua, apenas existen soluciones efectivas todavía: nuestras manos generalmente tienen problemas para agarrar objetos húmedos. Sin embargo, esta habilidad es necesaria: los buzos de rescate, los arqueólogos submarinos y muchos otros “artesanos acuáticos” tienen que lidiar con objetos resbaladizos o criaturas vivas. Para sujetarlo firmemente, la presión de sujeción a menudo debe aumentarse significativamente. Pero, por supuesto, los objetos sensibles o los organismos vivos pueden dañarse.

Modelos a seguir de ocho brazos en el horizonte

Por lo tanto, el equipo de investigación dirigido por Michael Bartlett de Virginia Tech en Blacksburg se ha dedicado a desarrollar un concepto que permita a las personas ser más sensibles en el agua. Como suele ser el caso en la tecnología, los científicos se han inspirado en la naturaleza. En concreto, la atención se centró en los maestros de la captura del reino de Poseidón: los pulpos. Se sabe que los elementos principales de sus habilidades son las ventosas, que están bajo el control de un sistema muscular y nervioso bien desarrollado. Después de que el borde exterior ancho de la succión toca la superficie, al hacerlo se activan los músculos en el área cóncava detrás del borde. De esta forma, las ventosas pueden proporcionar presión negativa con fuerza adhesiva. “Lo interesante es que los pulpos controlan sus muchas ventosas mediante el procesamiento de información de diferentes sensores. Entonces, el pulpo combina tecnología de succión con sensores y controles para manipular objetos bajo el agua”, dice Bartlett.

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Para convertir el modelo en un concepto de guante, los investigadores primero diseñaron un sistema robusto para ventosas: mangos de goma flexibles con membranas blandas que pueden activarse neumáticamente. Los desarrolladores se acercaron mucho a la versión pulpo: el concepto de pegado se puede asociar con superficies planas y curvas. Después de desarrollar este sistema adhesivo, los científicos asumieron el desafío de dar sensibilidad al guante. Para ello, lo equiparon con una serie de los llamados pequeños sensores de proximidad LIDAR. Estos sensores ópticos pueden detectar qué tan cerca está un objeto.

Ventosa artificial y sistema nervioso

Luego, las ventosas y LIDAR se conectaron a través de un microcontrolador para vincular la detección de objetos con la activación de las ventosas, imitando los sistemas nervioso y muscular del calamar. Luego, los científicos combinaron todos los elementos en un guante de neopreno. Hay una ventosa sensora en cada dedo de este “guante de ocho”. “Simplemente mueva su mano en la dirección de un objeto, y el guante automáticamente asume la tarea de agarrar: la electrónica puede activar y liberar rápidamente la ventosa. Esto le permite agarrar objetos húmedos o sumergidos sin aplastarlos. Todo sin la el usuario tiene que presionar un solo botón”, explica Bartlett.

Los investigadores pudieron demostrar esta capacidad en su concepto en una serie de pruebas: el guante se puede usar suavemente para levantar o agarrar objetos que tienen muchas propiedades diferentes. No es necesario sujetarlo: los objetos pequeños se pueden recoger con un solo dedo con la ventosa; luego se usan más unidades para objetos más grandes. “Estas habilidades imitan la compleja manipulación, percepción y control de los cefalópodos”, dice el coautor Ravi Totika de Virginia Tech. Sin embargo, los científicos enfatizan que se necesita más trabajo de desarrollo para acercarse al rendimiento altamente complejo de los modelos naturales. “Nuestro enfoque es sin duda un paso en la dirección correcta, pero todavía tenemos mucho que aprender sobre los calamares antes de alcanzar todas las capacidades de la naturaleza”, dijo Totika.

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Sin embargo, según los científicos, ya está surgiendo un potencial interesante de la tecnología: un guante de pulpo puede ayudar a los “artesanos” en el agua a ser más sensibles, facilitar su trabajo y proteger objetos u organismos sensibles durante su manipulación. También podría haber aplicaciones potenciales en robótica: los científicos dicen que los sistemas técnicos, por ejemplo en el cuidado de la salud o en la fabricación, podrían usar el concepto de un pulpo para agarrar mejor los objetos húmedos.

Fuente: Virginia Tech, artículo técnico: Avances científicos, doi: 10.1126/sciadv.abq1905

Vídeo © Virginia Tech