La robótica está llegando a unos niveles insospechados y que ya están demostrando empíricamente avances notables en disciplinas científicas como la paleontología, que se ha ayudado de este nivel de ingeniería para dar forma a antiguos seres que poblaron la Tierra hace millones de años.
Es el caso de investigadores de la Universidad Carnegie Mellon del Departamento de Ingeniería Mecánica, que en colaboración con paleontólogos de España y Polonia, están introduciendo la Paleobiónica, un campo destinado a utilizar Softbotics, robótica con electrónica flexible y materiales blandos, para comprender los factores biomecánicos que impulsaron la evolución utilizando organismos extintos.
«Nuestro objetivo es utilizar Softbotics para devolver la vida a los sistemas biológicos, en el sentido de que podemos imitarlos para comprender cómo funcionan», dijo Phil LeDuc, profesor de ingeniería mecánica.
Utilizando simulaciones computacionales y robots blandos, un equipo de investigación dirigido por LeDuc y Carmel Majidi ha dado nueva vida al pleurocistítido, un organismo marino que existió hace casi 450 millones de años. Los pleurocistítidos, un miembro de la clase de los equinodermos, que incluye las estrellas de mar y los erizos de mar modernos, fueron uno de los primeros equinodermos capaces de moverse utilizando un tallo musculoso.
«Softbotics es otro enfoque para informar a la ciencia utilizando materiales blandos para construir extremidades y apéndices de robots flexibles. Muchos principios fundamentales de la biología y la naturaleza solo pueden explicarse completamente si miramos hacia atrás en la línea de tiempo evolutiva de cómo evolucionaron los animales. Estamos construyendo análogos de robots para estudiar cómo ha cambiado la locomoción», explicó Majidi, autor principal y profesor de ingeniería mecánica.
El equipo utilizó evidencia fósil para guiar su diseño y una combinación de elementos impresos en 3D y polímeros para imitar la estructura columnar flexible del apéndice móvil para construir el robot. Demostraron que los pleeurocistítidos probablemente podían moverse sobre el fondo del mar con la ayuda de un tallo que empujaba al animal hacia adelante y determinaron que los movimientos de barrido amplios eran probablemente el movimiento más efectivo. También se descubrió que el aumento de la longitud del tallo aumentaba significativamente la velocidad de los animales sin obligarlos a ejercer más energía.
«Los investigadores de la comunidad de robótica bioinspirada deben elegir características importantes que valga la pena adoptar de los organismos a lo largo del tiempo», dijo Richard Desatnik, candidato a doctorado y coautor principal.
«Esencialmente, tenemos que decidir buenas estrategias de locomoción para que nuestros robots se muevan. Por ejemplo, ¿un robot estrella de mar realmente necesitaría usar 5 extremidades para la locomoción o podemos encontrar una mejor estrategia?», agregó Zach Patterson, ex alumno de CMU y coautor principal.
«Dar una nueva vida a algo que existió hace casi 500 millones de años es emocionante en sí mismo, pero lo que realmente nos entusiasma de este avance es lo mucho que podremos aprender de él», dijo LeDuc. «No solo estamos mirando fósiles en el suelo, estamos tratando de comprender mejor la vida a través del trabajo con paleontólogos increíbles».
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