Los rayos robóticos se sumergen a más de 100 megapascales de presión de agua

01 de enero de 2022 12:45 Dennis L.

Un robot biónico en forma de rayo soporta las presiones extremas del agua de más de 100 megapascales en la Fosa de las Marianas. Esto abre posibilidades completamente nuevas para la investigación en aguas profundas.

Hangzhou (China).En 1961, Jacques Piccard y el teniente de la Armada de los EE. UU. Don Walsh condujeron con éxito el submarino de Trieste a una profundidad de 10,916 metros en la Fosa de las Marianas. Desde entonces, solo los submarinos pesados ​​con casco de acero han podido soportar una presión de agua de más de 100 megapascales para explorar las profundidades del mar. Pero los nuevos rayos robot biónicos podrían facilitar la exploración de las profundidades marinas. Investigadores de China informan ahora en la revista Nature sobre un pequeño prototipo que, gracias a su estructura blanda, sobrevivió a la inmersión en la Fosa de las Marianas y pudo ascender nuevamente con un nuevo tipo de tecnología de propulsión.

El nuevo prototipo, que fue desarrollado por Tiefeng Li de la Universidad de Zhejiang en Hangzhou junto con sus colegas, se asemeja a un pequeño rayo. Está hecho de caucho de silicona flexible y tiene una envergadura de 28 centímetros, que es aproximadamente del tamaño de una hoja A4 de papel para escribir. Está alimentado por músculos artificiales hechos de un plástico electroactivo, que se puede contraer y relajar periódicamente con pulsos de corriente de una batería integrada. Gracias al batir de alas resultante, el robot puede nadar alrededor de cinco centímetros por segundo.

La tecnología altamente sensible debe protegerse de la alta presión del agua.

Sobre todo, Li y sus colegas tuvieron que proteger la electrónica de control sensible de las altas presiones del agua. Estos dispositivos se distribuyeron de forma descentralizada por todo el cuerpo de silicona del robot para protegerlos de daños.

Para poder detectar cambios en la presión del agua, fue necesario desarrollar un nuevo tipo de circuito electrónico resistente a la presión. El equipo utilizó el pez de aguas profundas Pseudoliparis swirei como modelo para un cuerpo elástico que se integró en el robot y distribuyó el sensor de presión sobre su cráneo. Esta disposición distribuida hizo posible proteger la electrónica de altas presiones de agua.

Fase de prueba de tres etapas del robot de aguas profundas

Los investigadores probaron la estabilidad de su electrónica en tres pasos esenciales. Primero, hicieron flotar su prototipo en un tanque de agua a alta presión en el laboratorio. Esto fue seguido por pruebas de campo en el Mar de China a una profundidad de alrededor de 3.200 metros y finalmente en la Fosa de las Marianas a una profundidad de más de 11.000 metros. En todas las pruebas, la electrónica permaneció completamente intacta.

Los científicos quieren enviar una raya robótica del tamaño de un pulpo a las profundidades más profundas del océano. Pero antes de hacerlo, deben averiguar cómo pueden hacer que el sistema de transmisión sea más eficiente. Por el momento, incluso las corrientes pequeñas son suficientes para desviar rápidamente al rayo robot de su curso.

Fuente: Nature; doi: 10.1038 / s41586-020-03153-z