¿La mascota de tus sueños? Los científicos convierten a arañas muertas en robots gracias a la nueva tecnología "necrobotics"

En Estados Unidos, específicamente en Houston, un grupo de ingenieros electromecánicos que hacen parte de la Universidad de Rice, idearon un nuevo tipo de robótica a partir del cadáver de una araña. Este nuevo proyecto, publicado el pasado 25 de julio por la misma facultad, demuestra que es posible convertir un cadáver en una máquina capaz de ejecutar movimientos. Puesto que, la propuesta se basa en utilizar las patas de las arañas muertas para construir pinzas mecánicas.

Aunque, hace algún tiempo, el hecho de usar el cadáver de un animal para crear un robot era un tema exclusivo de historias de ciencia ficción, ahora se ha convertido en una realidad. A partir del nuevo enfoque presentado por este grupo de expertos, se abre un nuevo camino para la robótica híbrida, basada en una faceta que consiste en crear “necrorrobots” o “necrobots” para construir artefactos funcionales, capaces de tomar y soltar objetos.

La ciencia convierte a arañas muertas en robots con "necrobotics"

Todo comenzó cuando Faye Yap, una estudiante de posgrado en la Universidad de Rice, encontró una araña muerta acurrucada en el pasillo de la facultad y en su afán de idear una nueva propuesta, se preguntó si este cadáver se podría utilizar como pieza de un robot. Ante la inventiva que parecía extraordinaria, no dudo en comentarle esto a su compañero Daniel Preston, un ingeniero mecánico de la misma universidad.

Desde entonces, Yap y Preston en conjunto con un grupo de investigadores en un laboratorio de Ingeniera Mecánica de esta facultad estadounidense, iniciaron sus investigaciones para hallar una manera de utilizar las patas de las arañas muertas e impulsar un nuevo enfoque para la robótica híbrida. Como resultado, forjaron un tipo de robótica innovadora que tiene por nombre “necrobótica” y se encarga de aprovechar diseños únicos de la naturaleza para crear robots biodegradables.

El concepto de necrobótica propuesto en este trabajo, aprovecha diseños únicos creados por la naturaleza que pueden ser complicados y hasta imposibles de replicar de forma artificial.

Según el estudio y los experimentos hechos con cadáveres arácnidos, la idea podría representan el inicio de un nuevo campo de estudio científico, el cual promete la explotación de objetos bióticos como componentes robóticos para inducir un gran avance tecnológico. Así, se identifica como una parte de la robótica que ha sido desconocida por mucho tiempo, pero que tiene gran potencial, pues facilita la construcción de dispositivos microelectrónicos o de micromanipulación.

“Esta área de la 'robótica blanda' es muy divertida porque podemos usar unos tipos de actuación y materiales que no se habían usado anteriormente”.

Daniel Preston, ingeniero mecánico y uno de los investigadores involucrados en el estudio.

Ahora bien, el principal motivo para que las arañas sean introducidas en esta línea de investigación, radica en su naturaleza. Puesto que, son animales que no poseen músculos como los de los humanos, sino solamente contienen músculos flexores, así que logran mover sus extremidades por medio de un mecanismo basado en la presión hidráulica de la sangre. Lo que significa que, no emplean la relajación o contracción de la musculatura para generar movimiento.

Entonces, como los arácnidos se mueven con presión hidráulica y/o logran sus movimientos a partir de la acción de una cámara en la cabeza, esta es capaz de contraerse para enviar sangre a las patas o distenderse para que disminuya el fluido sanguíneo hacia esta zona. Así, los investigadores del proyecto descubrieron que, después de morir, las arañas pierden la capacidad de presurizar su cuerpo.

La cámara ubicada a inmediaciones de la cabeza, es conocida como “cámara prosomática”, la cual se contrae y envía líquido corporal interno a las patas para permitir que se extiendan.

En base a esto, el estudio científico señala que existe la posibilidad de manipular el movimiento de las patas de una araña muerta, con tan solo ejercer presión en sus válvulas internas, las cuales se sitúan en la cámara hidráulica de su anatomía. Gracias a esto, resulta sencillo construir una pinza “necroróbotica” que logre agarrar y desplegar objetos, ya que es capaz de levantar más del 130% del peso corporal del arácnido.

Por naturaleza, las patas de estos animales pueden agarrar objetos grandes, delicados y de forma irregular con firmeza, sin hacerlos pedazos.

Por su parte, para lograr este descubrimiento, tras tener sus sospechas, los científicos tomaron el cuerpo sin vida de la araña (esta era una araña lobo) e introdujeron una aguja con la punta sellada en la cámara del prosoma o cámara hidráulica. A continuación, suspendieron una pequeña bocanada de aire por medio de la jeringa y esto basto para activas las patas del animal. En menos de un segundo, los ingenieros de la Universidad de Rice lograron un rango completo de movimiento.

Aparte de ello, el laboratorio sometió a dicho artrópodo muerto a 1.000 ciclos de apertura y cierre, con el objetivo de comprobar la resistencia de sus extremidades. A lo largo del experimento, detectaron que sus extremidades son bastante robustas y que sólo al aproximarse a los 1.000 ciclos, fue cuando comenzaron a experimentar cierto desgaste, por problemas de deshidratación de las articulaciones. Sin embargo, resaltan que este es un déficit que se puede solucionar con la aplicación de revestimientos poliméricos.

“Resulta que la araña, una vez ha muerta, es un sistema perfecto para la fabricación de pequeños sistemas robóticos basados en la naturaleza. Sin saber que iba a pasar, el ensayo funcionó a la primera y esto crea un nuevo concepto de robótica”.

Faye Yap, autora de la investigación y estudiante de posgrado en la Universidad de Rice.

Después de activar las patas de la araña y probar su movimiento una, otra y otra vez, el grupo de experto intentó levantar una pequeña pelota con las pinzas y alcanzaron su objetivo de inmediato. De tal modo, determinaron que la fuerza de agarre máxima de la pinza es de 0.35 milinewtons. Así, adicionalmente, optaron por retirar un cable de un puente eléctrico y manipular otra araña con el necrorrobot, y este lo logró.

Como conclusión, los ingenieros destacan que su nueva apuesta es capaz de levantar el peso de otro artrópodo y efectuar numerosas tareas de agarrar, recoger y colocar. No obstante, aún les queda camino por recorrer, ya que deben probar la ejecución de tareas repetitivas por parte de las patas de las arañas, ya sea clasificar objetos, mover elementos a pequeñas escalas y hasta lograr el ensamblaje propio de la microelectrónica; en definitiva, fomentar su aplicación en tareas de micromanipulación.

¿Puede usarse con cualquier animal?

Si bien, el nuevo concepto de necrobótica es un gran paso hacia adelante en la robótica, puesto que, el hecho de construir robots a partir de cadáveres de animales podría ser una óptima solución biodegradable. De modo que, este innovador enfoque garantiza una transformación en esa rama de la ingeniera mecánica, la cual está aunada a minimizar la contaminación ambiental que cada vez acecha más a todos los rincones del mundo.

Great work, @Fayeyap25! Why pursue biomimicry or bioinspriation when one can harness biology itself - a great (8-legged) step for #softrobots. #Necrobotics are in! https://t.co/SkeZa3Svp6

— Barclay Jumet (@JUMETkinmecrazy) July 25, 2022

Lo mejor de todo, es que, aparte de simplificar la construcción de prospectos totalmente biodegradables, esta técnica es barata y precisa. Por consiguiente, no requiere de millonarias inversiones para fomentar el desarrollo de otros proyectos similares y, por si fuera poco, garantiza resultados puntuales, sin necesidad de correr el riesgo de hacer numerosas pruebas y morir en el intento.

Ahora bien, la pregunta de muchos radica en que, si es factible utilizar la necrobótica en cualquier animal o no. Ante esto, lo que se puede apreciar desde ya, es que existe la posibilidad de implementar dicho enfoque en todos aquellos arácnidos que tengan una naturaleza similar a las arañas, por supuesto, en torno a su funcionamiento muscular. Es decir que, no dependan de su ciclo de vida para realizar movimientos a partir de otras técnicas que aprovechan su propia naturaleza.

Sin embargo, todavía se desconoce qué especies animales podrían ser empleadas en este tipo de robótica, con el fin de crear robots de forma biodegradable. De cualquier manera, la realidad es que dicha técnica tiene un gran futuro en el desarrollo de microrobots y con el tiempo, esto abrirá muchas más posibilidades para hacer uso de los cadáveres de otros animales en pro de elevar esta producción, más allá de aprovechar sólo las patas de las arañas.