Hacia el robot camaleón

Los ingenieros de robótica se inspiran a veces en la naturaleza para copiar de ella soluciones que puedan resultar útiles en sus máquinas. Los insectos y las arañas, por ejemplo, han servido de modelo para robots que se desplazan con varias patas articuladas. Pero la capacidad de algunos animales de controlar su apariencia alterando su coloración o su dibujo, como camaleones, calamares o pulpos, no se deja imitar de modo sencillo y eficaz. Hasta ahora. Unos científicos de la Universidad de Harvard (EE UU) han dado con una solución extremadamente sencilla, pero práctica y versátil, para cambiar de color un pequeño robot de plástico blando. Y no sólo se puede modificar la coloración y el dibujo de su superficie en luz visible, sino también en infrarrojo. Es una técnica de camuflaje del aparato, pero también vale para destacar su presencia, cuando por su microvenas de silicona corren tintes fluorescentes. Es “coloración dinámica”, dicen los investigadores.

“La naturaleza ofrece innumerables ejemplos de camuflaje y exhibición”, explican el bioquímico Stephen Morin y sus colegas hoy en la revista Science. En camuflaje, continúan, los organismos vivos siguen tres estrategias básicas: adquirir la coloración del entorno en el que están (verde si se trata de unas hojas de árbol o marrón claro si es el fondo marino o una piedra); mostrar patrones de coloración que alteran la silueta del animal al verlo; o disfrazarse tomando la forma y el color de objetos o animales del hábitat.

“Cuando empezamos a trabajar con robots blandos nos inspiramos en organismos como pulpos y calamares”, explica Morin. “Una característica fascinante de estos animales es su habilidad para controlar su apariencia y esto nos dio la idea de ir un paso más allá y explorar la coloración dinámica. Creo que lo más importante que desmostramos en este trabajo es que incluso con sistemas simples, en este caso unos microconductos, puedes lograr mucho en términos de capacidad de camuflar un objeto o de exhibirlo, desvelando donde está”.

Su trabajo, por ahora, se limita a la investigación tecnológica básica, pero Morin y su equipo tienen ya algunas ideas de cómo puede ser útil el robot flexible camaleónico, o la aplicación de esta habilidad en otras máquinas. Tal vez sirva para hacer estudios de biología de animales en su entorno a los que disguste especialmente la presenta de un sensor o de una cámara. Y, aprovechando la opción opuesta, es decir, coloreándose o haciéndose fosforescente para destacar, un robot puede ser útil, por ejemplo, para marcar zonas devastadas por desastres naturales. Tal vez la luminiscencia artificial de estos artilugios tenga alguna aplicación en la comunicación entre robots, imitando a las medusas con su bioluminiscencia.

El camuflaje del artilugio puede ser óptico y térmico simultáneamente

El artilugio que los investigadores presentan en Science no es una pieza de vanguardia como robótica. Mide 15 centímetros de largo —estirado—, está hecho de un plástico flexible y se mueve por un sencillo sistema neumático que inyecta y comprime aire por unos tubitos en sus cuatro extremidades; adquiere las diferentes coloraciones o patrones de tonalidades cuando el operador bombea los tintes. La novedad más destacada son los microconductos por los que esos tintes circulan, para cuya fabricación los investigadores de Harvard utilizan moldes especiales y capas de silicona.

Se trata, explican, de comprobar la viabilidad de una idea, pero nada debe impedir, en el futuro, hacer máquinas más grandes o auténticos robots autónomos que incorporen la habilidad de mutar de color con tintes en superficies flexibles aplicando esta tecnología y respondiendo a sensores de color o a instrucciones predeterminadas.

Los tintes que entran en los conductos forman una red de microfluidos con varias opciones geométricas y el robot cambia de color en unos 30 segundos. Pueden ser colorantes y con diferente temperatura (entre 2 y 70 grados centígrados), de manera que el robot se camufla tanto en luz visible como en infrarrojo. Se pueden inyectar fluidos fluorescentes y de diferentes colores a la vez.

Los tintes circulan por una red de micronductos con capas de silicona

“Esto ofrece más flexibilidad que otras tecnologías: los dispositivos termoeléctricos pueden cambiar su firmas infrarrojas y los electrónicas cambian el color visible, pero ninguna tecnología hasta ahora puede controlar ambas opciones a la vez”, escriben Morin y sus colegas. Reconocen que hay otras soluciones técnicas para el cambio de color, como los electrofluidos, pero necesitan campos eléctricos y no son fácilmente compatibles con equipos de aire comprimido como el que ellos utilizan.

“Las redes de microfluidos que forman una capa de coloración independiente de otras funciones [del robot] pueden camuflar o exhibir de modo satisfactorio —aunque malamente en comparación con las capacidades de los animales— máquinas blandas alterando su forma aparente, su color, su contraste, su luminiscencia, su temperatura y los patrones de su superficie”, comentan estos expertos. Además, recalcan que la capacidad de cambiar la coloración simultáneamente en luz visible y en infrarrojo —ausente en los organismos vivos— no es fácil de lograr con otras tecnologías.