Un equipo de investigadores de la Universidad de Iowa ha desarrollado un modelo de robot blando inspirado en el brazo de un pulpo, utilizando músculos artificiales retorcidos y enrollados (TCAMs) para imitar su movimiento bajo el agua. Este innovador enfoque apunta a mejorar la funcionalidad y agilidad de los robots blandos en ambientes acuáticos.

Los robots blandos, que imitan los movimientos serpenteantes y flexibles de pulpos y elefantes, son cada vez más comunes en aplicaciones donde se requiere manipulación delicada. A diferencia de los manipuladores rigidos, estos sistemas poseen un número potencialmente ilimitado de grados de libertad, aunque no todos ellos están directamente articulados.

El estudio adopta la teoría Cosserat extendida de barras para formular un modelo de continuo cuasi-estático del movimiento del brazo del robot. Esta teoría permite que las secciones transversales de la barra robotica se deformen y roten, asemejándose al comportamiento biológico de los brazos de los pulpos, cuya rigidez se debe a la incomprensibilidad de sus tejidos.

Los músculos artificiales utilizados en el proyecto son ligéramente económicos y ofrecen una gran relación de potencia a peso, generando fuerzas tensiles hasta 12,600 veces su propio peso. Este enorme poder de tracción es comparable con el de los músculos biológicos, haciendo a estos músculos una alternativa viable a los actuadores tradicionales como los motores electromagnéticos.

Se destaca que este modelo también incluye un análisis de las fuerzas hidrostáticas y dinámicas generadas por el flujo constante de fluidos sobre la estructura del brazo del robot. Este tipo de análisis es crucial ya que influye directamente en la precisión del movimiento y la durabilidad del robot en entornos acuáticos.

La investigación también se apoya en un modelo dinámico para caracterizar el comportamiento temporal de estos músculos artificiales, facilitando el diseño de algoritmos de control que optimicen su potencia y eficiencia.

Finalmente, los resultados obtenidos confirman que un mayor flujo de fluido reduce la deformación del brazo del robot bajo la misma tensión de los músculos artificiales. Esto se debe a la resistencia que el fluido proporciona en su interacción con la superficie del brazo, una observación clave tanto para la práctica de diseño como para potenciales aplicaciones futuras.

En conclusión, la aplicación de los TCAMs en la robótica blanda muestra un camino prometedor para el desarrollo de dispositivos más flexibles y eficientes. Estudios como este podrían revolucionar la manera en que abordamos problemas de manipulación en ambientes subacuáticos, llevando la robótica blanda a nuevos horizontes.