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Camuflaje: un material inspirado en el pulpo puede cambiar su textura

El camuflaje del pulpo tiene tres componentes: color, postura y textura, y ese tercer aspecto es quizás el menos estudiado.

Inspirándose en la textura de los pulpos, un equipo de investigadores dirigido por Robert Shepherd, de la Universidad de Cornell, ha creado un material que puede cambiar su forma de manera similar. Desde una posición inicial como una hoja plana, puede imitar rápidamente un campo de piedras, o la flor de una planta suculenta.

El proyecto lo financia la Oficina de Investigación del Ejército de Estados Unidos, y no es difícil imaginar por qué. Existen ventajas obvias en la consecución de materiales que puedan ocultar de forma adaptativa los contornos de vehículos y robots, pero hay otras aplicaciones más allá de las militares, dice Shepherd.

Podría reducir costes de envío si se pudieran enviar materiales en forma de hojas planas, y luego transformarlos en tridimensionales, o como señala la robotista Cecilia Lasch, los biólogos podían usar robots camuflados para espiar mejor a los animales en sus hábitats naturales.

Los pulpos cambian su textura usando pequeñas regiones de su piel conocidas como papilas. En estas estructuras, las fibras musculares se comportan con un patrón de telaraña, con radios radiales y círculos concéntricos. Cuando estas fibras se contraen, atraen el tejido blando en las papilas hacia el centro. Y dado que ese tejido no se comprime muy bien, la única dirección que puede ir es hacia arriba. Disponiendo las fibras musculares en diferentes patrones, el pulpo puede convertir la piel plana y bidimensional en formas tridimensionales de todo tipo, incluyendo bultos redondos, puntas afiladas e incluso estructuras ramificadas.

El equipo de Shepherd, en el que trabaja el postdoctoral James Pikul y el experto en pulpos Roger Hanlon, quien uno de los videos de esta noticia, diseñó su material para que funcione de manera similar. En lugar de la suave carne del pulpo, usó una lámina de silicona elástica. Y en lugar de los músculos, una malla de fibras sintéticas, que se colocaron en anillos concéntricos. Normalmente, la membrana de silicona se hincha hacia el exterior en una esfera cuando se infla. Pero los anillos de fibras limitan su capacidad de expansión y fuerzan a que se dispare hacia arriba en su lugar.

Al cambiar el diseño de las fibras, el equipo pudo crear estructuras que se inflarían en diversas formas, como protuberancias redondas y como conos puntiagudos. Pikul tomó una piedra de río y programó el material para imitar sus contornos. Estableció el material para crear formas jerárquicas: bultos en bultos. Incluso lo programó para duplicar los contornos más complicados de una piedra del campo y de una planta con hojas en espiral.

Por el momento, el material solo puede programarse para imitar una forma predeterminada a la vez. Aun así, “los resultados son impresionantes”, escribe Laschi, y “representan un primer paso hacia capacidades más generales de camuflaje”.

De hecho, Shepherd ahora está adaptando el material para que pueda transformarse de manera más flexible, al igual que un pulpo real. Por ejemplo, el equipo podría reemplazar la malla fija de fibras con tubos de caucho, partes de las cuales podrían hincharse o desinflarse a capricho.

El equipo de Shepherd es uno de los muchos que están tratando de construir robots blandos, que eviten las superficies duras de la mayoría de las máquinas, a favor de materiales suaves, hinchables y flexibles. Dichos robots, en teoría, navegarían mejor por terrenos difíciles, resistirían golpes e incluso cuidarían a las personas.

A menudo, estos investigadores usan el pulpo como una inspiración. El año pasado, los investigadores de Harvard 3-D imprimieron un “octobot” suave y autónomo que se movía quemando pequeñas cantidades de combustible a bordo y canalizando el gas resultante a a sus brazos. Mientras, Laschi ha construido un robot con brazos suaves y flexibles que pueden moverse por el agua.

Los robots son realmente geniales, pero no son tan versátiles como el verdadero modelo. El material de Shepherd, por ejemplo, puede cambiar la textura tan rápido como un pulpo real, pero solo puede tener una forma áspera a la vez. El animal, si embargo, puede producir ondulaciones mucho más finas en su piel, que están sintonizadas con lo que ven en su entorno. Por ahora, nada de lo que producimos se acerca.

“No veo que de esto se llegue a ninguna aplicación real durante bastante tiempo”, dice Shepherd. Mientras, quiere aprender más sobre cómo funcionan los pulpos en sí mismos, intentando duplicar su comportamiento biológico con materiales sintéticos.

Fte.: Nextgov

 

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