Los buzos de rescate, los arqueólogos submarinos, los ingenieros de puentes y los equipos de salvamento utilizan sus manos para extraer personas y objetos del agua. Las manos humanas con menos capacidad para sujetar objetos resbaladizos deben recurrir al uso de más fuerza, y un agarre de hierro a veces puede comprometer esas operaciones. Cuando se requiere un toque delicado, sería útil tener manos hechas para el agua.
Esos son los mismos apéndices que Bartlett y sus colegas investigadores de Virginia Tech intentaron construir. Su equipo en el Laboratorio de Estructuras y Materiales Blandos adaptó soluciones biológicas a nuevas tecnologías hechas de materiales blandos y robótica. Una investigación que llegó a la portada de Science Advances.
"Hay momentos críticos en los que esto se convierte en una responsabilidad", dijo en un comunicado Micheal Bartlett, profesor asistente en el departamento de ingeniería mecánica. "La naturaleza ya tiene algunas soluciones excelentes, por lo que nuestro equipo buscó ideas en el mundo natural. El pulpo se convirtió en una opción obvia para la inspiración".
El poder de la ventosa
El pulpo es una de las criaturas más singulares del planeta, equipado con ocho brazos largos que pueden agarrar innumerables cosas en un entorno acuático.
Cada ventosa, con la forma del extremo de un émbolo, contribuye con una poderosa capacidad de arrebatar. Después de que el borde exterior ancho de la ventosa se sella con un objeto, los músculos se contraen y relajan el área ahuecada detrás del borde para agregar y liberar presión. Cuando muchos de los retoños están enganchados, se crea una fuerte unión adhesiva de la que es difícil escapar.
"Cuando observamos el pulpo, el adhesivo ciertamente se destaca, activándose rápidamente y liberando la adhesión a pedido", dijo Bartlett. "Sin embargo, lo que es igual de interesante es que el pulpo controla más de 2.000 ventosas en ocho brazos mediante el procesamiento de información de diversos sensores químicos y mecánicos. El pulpo realmente está reuniendo capacidad de ajuste de adhesión, detección y control para manipular objetos bajo el agua”.
El diseño del Octo-guante
Para diseñar su guante, los investigadores se centraron en volver a imaginar las ventosas: tallos de goma compatibles cubiertos con membranas suaves accionadas. El diseño fue creado para realizar la misma función que la ventosa de un pulpo: activar una unión confiable a los objetos con una ligera presión, ideal para adherirse a superficies planas y curvas.
Habiendo desarrollado los mecanismos adhesivos, también necesitaban una forma en que el guante detectara los objetos y activara la adhesión. Para esto, trajeron al profesor asistente Eric Markvicka de la Universidad de Nebraska-Lincoln, quien agregó una serie de sensores ópticos de proximidad micro-LIDAR que detectan la distancia a un objeto. Luego, las ventosas y LIDAR se conectaron a través de un microcontrolador para emparejar la detección del objeto con el compromiso de la ventosa, imitando así los sistemas nervioso y muscular de un pulpo.
Su solución fue un guante con ventosas sintéticas y sensores estrechamente integrados, una armonía de sistemas portátiles que agarran muchas formas diferentes bajo el agua. Lo llamaron Octo-guante.
