Planta oruga de bioinspiración autodirigida en busca de luz y calor

Durante mucho tiempo, las enredaderas han perfeccionado su habilidad para encontrar la luz y crecer hacia ella, asegurándose así el acceso a la luz solar necesaria para sobrevivir. Unos científicos han creado recientemente un robot oruga inspirado en las enredaderas capaz de imitar este comportamiento desplazándose hacia las fuentes de luz y calor. Esta innovación se detalla en un estudio del mes pasado publicado en IEEE Robotics and Automation Letters.

Shivani Deglurkar, candidata al doctorado en Ingeniería Mecánica y Aeroespacial por la Universidad de California en San Diego, participó en el codiseño de estas “enredaderas” automatizadas. Gracias a su capacidad para buscar luz y calor, el sistema no necesita un intrincado controlador centralizado. Las “enredaderas” navegan de forma autónoma hacia un objetivo concreto. Además, incluso si algunas de las enredaderas o raíces se dañan o se arrancan, las demás siguen funcionando sin problemas, como destaca Deglurkar.

Aunque la tecnología se encuentra en sus primeras fases, Deglurkar prevé sus posibles aplicaciones en el seguimiento de la energía solar y, posiblemente, en la detección y lucha contra incendios latentes.

Actuador fototérmico en serie de cambio de fase (PPSA)

El equipo de Deglurkar creó un actuador único para que el dispositivo se moviera instintivamente hacia el calor y la luz. Este innovador actuador, denominado Actuador Fototérmico en Serie de Cambio de Fase (PPSA), utiliza un fotoabsorbente en fluido de bajo punto de ebullición alojado en numerosas bolsas pequeñas a lo largo del cuerpo de la enredadera.

Cuando se iluminan, los PPSA se empapan de luz, se calientan, se hinchan de vapor y se encogen. Debido a la presión, se estiran liberando material de sus puntas. Simultáneamente, las PPSA del lado que da a la luz se contraen, haciendo que esa parte del robot se acorte y lo guíe hacia la fuente de luz o calor, según aclara Deglurkar.

Innovación para el movimiento instintivo hacia la luz y el calor

El equipo realizó pruebas colocando el sistema a varias distancias de una fuente de luz infrarroja. Comprobaron que el dispositivo se mueve hacia la fuente a distancias cortas y que la intensidad de la luz influye en su eficacia. Las fuentes de luz más intensas permiten que el dispositivo se incline con mayor eficacia hacia la fuente de calor.

Los PPSA necesitan aproximadamente 90 segundos para dar una vuelta completa a la enredadera. Mientras tanto, el dispositivo demostró la capacidad de maniobrar alrededor de obstáculos, impulsado por su inclinación natural a buscar fuentes de luz y calor.

Charles Xiao, doctorando en Ingeniería Mecánica por la Universidad de California en Santa Bárbara, colaboró en el diseño de la enredadera. Expresó su sorpresa por su capacidad de respuesta en condiciones de escasa iluminación. Xiao destaca que, aunque la luz solar suele ser de unos 1000 W/m2, el robot demostró su funcionalidad con una fracción de la intensidad solar. Esto contrasta con sistemas similares que exigen una iluminación superior a la de un solo Sol.

Xiao subraya que la principal ventaja de la vid automatizada reside en su sencillez y rentabilidad. Sin embargo, antes de introducirla en el mercado o desplegarla en escenarios de lucha contra incendios, es necesario perfeccionarla. Xiao observa que el sistema responde con lentitud a las señales de luz y calor y no está diseñado específicamente para aplicaciones a altas temperaturas.

Para su despliegue práctico, los prototipos posteriores deberán mejorar su rendimiento a altas temperaturas y ser capaces de detectar incendios. Por ello, Deglurkar esboza los próximos objetivos de su equipo, que pasan por perfeccionar los actuadores para que estén más en sintonía con las longitudes de onda emitidas por los incendios y mejorar su capacidad de respuesta con tiempos de respuesta más rápidos.

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