Biorrobots: la naturaleza como fuente de inspiración

La tecnología en automatización es un proceso de control industrial, que lleva a cabo varias tareas que se han vuelto cotidianas en las fábricas, como agarrar, mover y colocar mercancías. Por tanto, esta técnica busca la manera de monitorear aparatos que, por lo regular, cumplen tareas repetitivas, haciendo que operen de manera automática.

Al respecto, los expertos en la materia se dieron cuenta que la naturaleza puede realizar todas estas tareas de manera instintiva, fácil y eficiente, y por ello, se cuestionaron: ¿Qué podría ser más lógico, que examinar la naturaleza y aprender de ella?

Así surgió la biónica, ciencia que se refiere al estudio de métodos y sistemas biológicos, aplicados al diseño de sistemas de arquitectura, ingeniería y tecnología moderna.

De esa manera, analiza el funcionamiento real de los sistemas naturales y, una vez descubiertos sus secretos, busca materializarlos en aparatos robotizados, que ayuden a mejorar la eficiencia de los procesos en distintas áreas de la vida diaria.

Cabe mencionar que el uso de la biónica no es reciente, como prueba de esto, el notable Leonardo Da Vinci, polímata florentino del Renacimiento italiano, que estudió los principios del funcionamiento de los seres vivos para aplicarlos en el diseño de máquinas, como se observa en su modelo antecesor del helicóptero.

Biodiseños basados en animales

El estereotipo de robots de alta resistencia, que trabajan en la manufactura, ya no tiene un uso exclusivo; ahora, los desarrolladores de todo el mundo están investigando y creando máquinas para realizar una gran variedad de trabajos, desde misiones de rescate hasta operaciones encubiertas, vuelos y asistencia a humanos de diferentes maneras.

Si el enfoque ya no está en esas máquinas de alto rendimiento y de servicio pesado, entonces la inspiración para el desarrollo tiene que venir de otro lugar que no sea la simple fabricación. Es así como la naturaleza se ha convertido en la fuente de esa inspiración, pero, específicamente, han sido los animales los que se han convertido en una constante fuente de inspiración para los investigadores en robótica.

Al momento, ¿qué animales se han utilizado para formar nuevos diseños robóticos? Aquí, algunos de ellos:

· Un perro guía: Japón construyó un perro guía robótico, impulsado por Kinect. Utilizando la tecnología Xbox 360 Kinect de Microsoft, el fabricante de robots japonés NSK desarrolló un perro robótico, diseñado para ayudar a personas con discapacidad visual. Actuando como un perro guía, la máquina se mueve sobre cuatro ruedas, con un periférico de Kinect que permite al robot sentir el mundo que lo rodea, ya que tiene varias cámaras de detección 3D, que además reconocen la altura de las escaleras y así puede escalarlas.

· Una serpiente de rescate: Son robots que imitan el movimiento de una serpiente, desarrollados por Hamid Marvi, graduado de ingeniería mecánica en el Instituto de Tecnología de Georgia, en Atlanta, quien analizó más de cerca cómo es el uso de la fricción por parte de una serpiente, para crear diseños de robots de rescate más efectivos. Basándose en estas ideas, Marvi y su equipo crearon Scalybot, capaz de escalar planos inclinados ya que, en su diseño, tiene “dientes” que corren por la parte inferior de su cuerpo, con los cuales puede subir o bajar, porque actúan igual que lo hacen las escamas de una serpiente en movimiento.

· Un pájaro inteligente: SmartBird es una tecnología inspirada en la gaviota argéntea. Se trata de un robot energéticamente eficiente, que pesa sólo 500 gramos y es capaz de despegar, volar y aterrizar a través de control remoto. El diseño se basa en el cuerpo de esta especie de gaviota y las contorsiones que realiza.

· Un saltamontes todo terreno: Jollbot es un robot que rueda, colapsa y salta, pero que no mutará ni atacará. El estudiante de doctorado Rhodri Armor, de la Universidad de Bath, en Inglaterra, creó esta máquina basada en un saltamontes, que se puede manejar y navegar por diferentes tipos de terreno. El Jollbot puede saltar hasta medio metro en el aire para evitar obstáculos, y tiene una forma de “jaula” esférica con la que puede rodar en cualquier dirección.

· Un pulpo de rescate: Como parte de un proyecto para crear un dispositivo capaz de rescatar a quienes están bajo el agua, científicos italianos han creado un tentáculo robótico y funcional. El robot Tentáculo, que es un pulpo de rescate submarino, puede moverse en espacios reducidos y su extremidad blanda incluso tiene ventosas.

· Un pez guía: Un equipo de investigadores del Instituto Politécnico de la Universidad de Nueva York realizaron un proyecto que “engaña” a los peces, para que sigan a una criatura marina sintética. Para imitar lo más cerca posible a este animal, los científicos Stefano Marras y Maurizio Porfiri construyeron la máquina para que replicara los movimientos de la cola de un pez.

· Insectos voladores: El profesor de la Universidad de Pensilvania, Vijay Kumar, junto con estudiantes del Laboratorio de Robótica General, Automatización, Detección y Percepción de esa universidad, desarrolló pequeños y veloces robots voladores, capaces de girar, deslizarse, elaborar enjambres y hacer ruido.

· Una serpiente de papel: Un equipo de investigadores de Harvard creó máquinas que se basan en las propiedades del papel, las cuales sólo pueden funcionar con aire. Estos robots origami, inspirados en el arte japonés, están basados en la flexibilidad de las serpientes, por lo que se han moldeado a partir de papel y caucho de silicona, y se han creado con el propósito de completar las tareas que los robots “duros” no pueden hacer.

· Micromariposas: En un intento por refinar aún más la ingeniería robótica, varios investigadores de la Universidad John Hopkins analizan el movimiento aéreo de las mariposas, con el fin de desentrañar los secretos de vuelo y la maniobrabilidad de los insectos. Además, este estudio busca desarrollar una nueva tecnología, que pueda implementarse en la próxima generación de microrrobots con capacidad de vuelo.

· Una musaraña sensitiva: También, existen otros tipos de robots que, en lugar de emplear tecnologías como la Xbox 360 Kinect de Microsoft para ver el mundo o, incluso, disponer de un sentido del olfato sintético, utilizan elementos menos convencionales para moverse, como el robot Shrewbot, que dispone de sus bigotes para tocar los objetos que tiene cerca y así poder navegar.

Festo, un gran impulsor de la biónica

Una de las compañías globales enfocada en esta área y con resultados muy satisfactorios, es la empresa de automatización Festo, la cual, desde 2006, ha construido varios robots con aspecto de animales, como parte de su Red de Aprendizaje Biónico, en la cual se imitan los avances del mundo natural, debido a que pueden ayudar a encontrar formas más creativas y eficientes para mejorar la fabricación.

Asimismo, la Red de Aprendizaje Biónico es una iniciativa de investigación establecida por esta empresa alemana en colaboración con distintas universidades, institutos y otras empresas. En especial, porque los ingenieros de Festo creen que, si se recurre a la naturaleza para estudiar el comportamiento, el movimiento y las técnicas de comunicación de los mamíferos, insectos y reptiles, puede construirse una fábrica del futuro, que sea inteligente y con automatización avanzada.

Sin duda, la inteligencia de la naturaleza es fascinante y tiene muchas cosas que nos puede enseñar. Con estos ejemplos, queda claro que no hay que reinventar para crear robots innovadores, basta con observar y escuchar a la sabia naturaleza, que aún tiene mucho que ofrecernos.