Ingeniería

Robots-cucaracha para salvar vidas

El rescate en catástrofes es uno de los motores que impulsan a la robótica. Esa actividad ha inspirado una máquina que imita la capacidad de las cucarachas para pasar por huecos extremadamente estrechos.

El robot con una de las cucarachas.

El robot con una de las cucarachas. PolyPEDAL Lab

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Los artrópodos, y en especial algunos tipos de insectos, muestran a algunos expertos el camino a seguir a la hora de desarrollar pequeños ingenios apropiados para meterse en lugares de riesgo, tales como derrumbes de edificios, y completar la heroica tarea de localizar a personas con vida. Sus movimientos se estudian en lo que los investigadores llaman la terradinámica, o la capacidad de moverse por superficies de sustratos poco firmes, como arenas, polvo y escombros.

Ahora, los investigadores Kaushik Jatyaram y Robert J. Full, del departamento de Biología Integrativa de la Universidad de California en Berkeley, han desarrollado un pequeño robot, CRAM (Robot comprimible con mecanismos articulados, por sus siglas en ingles), que imita los movimientos de las patas y las propiedades del caparazón de la cucaracha común americana, Periplaneta americana, en espacios muy estrechos. Este insecto se caracteriza por ser muy rápido, por maniobrar muy bien en espacios muy pequeños, por su robustez y por su tenacidad a la hora de entrar y salir de recintos.

En este caso, el objetivo era encontrar la combinación de una forma de locomoción versátil y rápida con la resistencia propia de estos insectos, cuyo exoesqueleto es capaz de soportar fuerzas de hasta 300 veces el peso corporal del insecto cuando atraviesan las grietas más estrechas y, en general, hasta casi 900 veces su peso corporal sin experimentar lesión alguna, tal y como muestran en sus experimentos en el laboratorio.

Las cucarachas, esos versátiles insectos.

Las cucarachas, esos versátiles insectos. PolyPEDAL Lab

"Nos hemos fijado en el animal que mejor responde a nuestro proyecto", comenta a EL ESPAÑOL Robert J. Full, que añade que "las cucarachas a menudo ofrecen secretos de la naturaleza que nosotros podemos descubrir y revelar". "Hemos estudiado muchas especies diferentes a lo largo de los años", puntualiza.

La particular locomoción de las cucarachas y su asombrosa resistencia física ha sido estudiada en muchas ocasiones para construir máquinas que imitan algunos de sus movimientos. Por ejemplo, hace siete años, investigadores también de la Universidad de California en Berkeley ya presentaron un pequeño robot (que pesaba apenas 16 gramos) de movimientos rápidos y ágiles -capaz de correr a nada menos que a 1,5 metros por segundo-, también inspirados en estos escurridizos insectos (PDF).

Para "imitar" a estos bichos y ver cómo se comporta su caparazón en condiciones límites de estrechez, los investigadores sometieron a las cucarachas a pruebas tales como obligarlas a atravesar una grieta tan estrecha como la cuarta parte de su altura.

Las cucarachas estudiadas cruzaron sin problemas este obstáculo, tras comprimir su cuerpo entre un 40% y un 60%. Y lo que es más importante, sin perder apenas velocidad, pese a los forzados cambios posturales: en apenas un segundo atraviesan la rendija. Tan solo se redujo la velocidad, la longitud de la zancada, y el tiempo invertido al cruzar la grieta más pequeña del experimento, de sólo 4 mm. de alto. Y aún así, siguieron corriendo.

Incluso dentro de estrechos espacios, la capacidad locomotora de las cucarachas se mantiene y, es más, son capaces de avanzar a velocidades de cerca de 20 veces la longitud de su cuerpo por segundo, para lo cual usan un peculiar movimiento de arrastre de patas: de hecho, en las pruebas realizadas se puede ver que tiran de ellas, literalmente.

Rápidas... y adaptables

A Jatyaram y Full no sólo les interesa la versatilidad terradinámica de las patas de estos insectos y sus movimientos, sino su capacidad para moverse en espacios confinados debido a que su exoesqueleto, rígido en principio, es sumamente adaptable. Es decir, este animal combina la rapidez que le proporcionan sus patas y su caparazón con algunas características de animales de cuerpo blando capaces de adaptarse a su entorno. "Hasta el momento, ningún estudio ha cuantificado la capacidad de las cucarachas para atravesar grietas y arrastrarse a gran velocidad en espacios confinados", sostienen estos expertos.

Su capacidad de adaptación al espacio es asombrosa.

Su capacidad de adaptación al espacio es asombrosa. PolyPEDAL Lab

Full defiende que el estudio de estos insectos para construir robots más versátiles tendrá un beneficio social civil. Además de encontrar personas vivas en un derrumbe, el experto cree que su cucaracha mecánica podría ser útil en el "control de materiales medioambientalmente peligrosos, o la inspección de defectos estructurales en construcciones". ¿Tendrá alguna aplicación bélica, o de espionaje? Full es tajante y responde con un simple "no".

De momento, estos investigadores han creado un robot que, si bien muestra resultados prometedores, no deja de ser una promesa. "Sinceramente no puedo predecir cuando podremos ver robots de este tipo trabajando en el campo, ya que este es un primer prototipo", concluye Full.