Investigadores del MIT están un paso más cerca de perfeccionar las abejas robot autorreparadoras

Tecnología

Los robots del tamaño de un insecto incorporan actuadores similares a los de los músculos. Y son sólo el principio, dicen los investigadores.

“Odiados en la nación”, un episodio de la serie distópica de ciencia ficción de Netflix “Black Mirror”, lo predijo: Miles de abejas robóticas zumban de flor en flor, polinizando plantas para compensar la disminución de la población de insectos. Y aunque los robots del episodio acaban volviéndose contra sus inventores humanos y matan a más de 387.000 personas clavando sus aguijones artificiales en las cabezas de las víctimas, los científicos del MIT que trabajan en el perfeccionamiento de los robots aéreos actuales probablemente creen que no tenemos que preocuparnos por eso.

Bueno, por ahora.

A pesar de la premonitoria visión de la serie sobre las abejas robóticas, los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts están un paso más cerca de perfeccionar estas criaturas aéreas artificiales. En un artículo publicado el 15 de marzo, un grupo de investigadores del MIT demostró que el uso de actuadores musculares resistentes y tecnología de autorreparación puede mejorar enormemente la robustez de las abejas robóticas.

“Los insectos que vuelan son increíblemente difíciles de entender”, afirma Kevin Chen, profesor adjunto del MIT, jefe del Laboratorio de Robótica Suave y Microrrobótica del instituto y autor principal del trabajo. “Los principios aerodinámicos que utilizan los insectos son muy diferentes a los de, por ejemplo, los aviones u otros objetos voladores. Así que intentar construir un robot volador a escala definitivamente nos da herramientas para entender a los insectos.”

Históricamente, según Chen, la investigación se ha centrado en cómo perfeccionar la capacidad de control del vuelo y la prevención de colisiones para los robots voladores. Pero afirma que este énfasis en la controlabilidad es distinto de lo que vemos en la naturaleza, ya que las abejas chocan con cosas todo el tiempo y pueden seguir volando. De hecho, los estudios demuestran que las abejas pueden perder hasta el 40% de sus alas y seguir zumbando por el aire: Es su capacidad para seguir volando después de recibir golpes y choques lo que las hace tan resistentes.

Así que los investigadores del MIT trataron de emular esa resistencia, buscando formas de reparar y recuperar los robots voladores después de perforar las alas.

La mezcla de estudiantes de posgrado y profesores recurrió a un tipo de músculo artificial blando, llamado actuador de elastómero dieléctrico (DEA), que puede soportar pinchazos y golpes, sin dejar de batir las alas del robot. El material, similar al músculo, está hecho de capas de elastómero metidas entre electrodos. Y cuando reciben tensión, los electrodos aprietan el elastómero, batiendo rápidamente las alas.

“El aspecto único de nuestro robot es que los actuadores son blandos. Son una especie de músculos artificiales blandos”, explica Chen. “Y si se ve un vídeo del robot en funcionamiento, el músculo artificial blando se contrae y se alarga de forma muy similar a los músculos. Y la principal aportación del … trabajo publicado la semana pasada fue tratar de incorporar [a] un nivel similar de robustez a esos músculos artificiales”.

Con los DEA, los científicos realizaron dos tipos de pruebas de robustez: dañaron las alas con pinchazos, o lesiones, menores y mayores. Cuando el elastómero recibía una lesión menor, con el voltaje utilizado para alimentar las alas, el robot entraba en un proceso llamado autodespeje. Esencialmente, cuando se le presenta un pequeño defecto, el voltaje se quema y desconecta el electrodo local cercano al defecto, aislándolo del resto del robot. Y debido a esto, el resto del robot continúa funcionando normalmente.

Cuando se les presentó una lesión mayor -un pinchazo más grande que permitía la entrada de aire en el robot- los investigadores utilizaron un láser para eliminar quirúrgicamente el defecto. Esto aisló el defecto mayor, dejando sólo una lesión menor que luego pudo ser aislada por el proceso de autodespeje.

“Tienes un punto importante de daño, luego usas el láser para cortar alrededor de ese daño. Así que efectivamente… el láser crea una lesión menor que rodea a la lesión mayor. Y la lesión menor puede ser auto-curada … [and] aislada del resto del actuador”, dijo Chen. “Así que la idea es que entonces la lesión menor aísla la lesión mayor y luego la lesión menor se aísla a sí misma, lo que equivale aaislar la lesión principal. Así que, en cierto sentido, utilizamos la analogía de usar un láser para realizar una pequeña cirugía en el músculo artificial blando.”

Para comprobar realmente si los robots habían mejorado su capacidad de recuperación, los investigadores utilizaron dos tipos de pruebas. Una incorporó partículas electroluminiscentes en el actuador, que sólo se iluminan si la parte específica del actuador está funcionando. La otra consistía en comprobar si el robot podía volar. Y gracias al suave y musculoso actuador, junto con su proceso de autoaislamiento, las abejas dañadas emprendieron el vuelo a niveles increíblemente similares a las no dañadas.

Chen afirma que este trabajo, en concreto el actuador muscular elástico, puede utilizarse en el futuro para robots que vuelen en espacios reducidos, donde es probable que sufran daños. Y que puede utilizarse en varios tipos de aplicaciones robóticas, como robots saltarines, e incluso para limpiar océanos.

“Buscamos no sólo incorporar estos músculos artificiales a un robot, sino a una amplia gama de otros sistemas robóticos”, dijo Chen. “Nuestro objetivo a más largo plazo es crear realmente músculos artificiales que se comporten y sientan exactamente igual que los músculos”.

Pero al menos desde el punto de vista de que el arte refleja la vida, esperemos que cuando el actuador se incorpore a las abejas, no sean demasiado resistentes.