Nuove meduse robot potrebbero essere la chiave per monitorare e prendersi cura delle parti fragili degli oceani del mondo senza danneggiarle.

I robot sono stati sviluppati da un team di scienziati statunitensi, dalla Florida Atlantic University (FAU) e dall'Ufficio per la ricerca navale degli Stati Uniti. Sono stati progettati per poter nuotare liberamente, sterzare da una parte all'altra, e nuotare attraverso strette aperture.

I ricercatori hanno esposto oggi i loro risultati sulla rivista Bioispirazione e Biomimetica .

L'autore corrispondente Dr. Erik Engeberg, di FAU, ha dichiarato:"Studiare e monitorare ambienti fragili, come le barriere coralline, è sempre stata una sfida per i ricercatori marini. I robot morbidi hanno un grande potenziale per aiutare in questo.

"I robot morbidi biomimetici basati su pesci e altri animali marini hanno guadagnato popolarità nella comunità di ricerca negli ultimi anni. Le meduse sono candidati eccellenti perché sono nuotatori molto efficienti.

"La loro prestazione propulsiva è dovuta alla forma dei loro corpi, che può produrre una combinazione di vortice, propulsione a jet, canottaggio, e locomozione basata su aspirazione."

Per sfruttare questa prestazione, i ricercatori hanno utilizzato la forma della medusa lunare (Aurelia aurita) durante la fase di larva del suo ciclo vitale. Mentre i precedenti progetti di meduse robotiche utilizzavano una varietà di meccanismi di propulsione diversi, il progetto del team per la loro nuova medusa utilizzava reti idrauliche per la propulsione.

Il Dr. Engeberg ha dichiarato:"Un'applicazione principale del robot è l'esplorazione e il monitoraggio di ecosistemi delicati, quindi abbiamo scelto attuatori di rete idraulici morbidi per prevenire danni involontari. Inoltre, le meduse vive hanno un assetto neutro. Per imitare questo, abbiamo usato l'acqua per gonfiare gli attuatori della rete idraulica durante il nuoto".

Per permettere alla medusa di governare, il team ha utilizzato due pompe a girante per gonfiare gli otto tentacoli. Il design della pompa a girante ha prodotto un circuito aperto di flusso d'acqua, dove l'acqua dell'ambiente veniva pompata negli attuatori morbidi per produrre una nuotata. Quando le pompe non erano alimentate, l'elasticità del materiale in gomma siliconica dell'attuatore del tentacolo costringeva gli attuatori a respingere l'acqua nell'ambiente durante la fase di rilassamento.

Questa elasticità è come l'elasticità passiva dimostrata dalle meduse vive dopo le contrazioni della campana. Il design ha anche eliminato la necessità di valvole, ridurre la complessità del controllo, requisiti di spazio, e costo.

Il team ha stampato in 3-D cinque diverse meduse robot, utilizzando gomma siliconica per gli attuatori. Ogni medusa aveva una durezza della gomma variabile per testare l'effetto che aveva sull'efficienza della propulsione.

Hanno anche testato la capacità dei robot di infilarsi attraverso aperture strette, utilizzando fori circolari tagliati in una lastra di plexiglass.

Il Dr. Engeberg ha dichiarato:"Abbiamo scoperto che i robot erano in grado di nuotare attraverso aperture più strette del diametro nominale del robot. In futuro, abbiamo in programma di incorporare sensori ambientali come il sonar nell'algoritmo di controllo del robot, insieme a un algoritmo di navigazione. Ciò gli consentirà di trovare spazi vuoti e determinare se può attraversarli".