Así es el robot-oruga ideado por Europa para explorar cada rincón de la superficie de Marte

Un robot que explora otro planeta necesita atravesar terrenos impredecibles e irregulares, soportar temperaturas extremas y radiación, y hacerlo con un consumo mínimo de energía y sin mantenimiento. Los robots rígidos convencionales, como los desplegados en Marte, tienen un número fijo de articulaciones y grados de libertad, lo que limita su capacidad para pasar por espacios estrechos o adaptarse a superficies irregulares. Los robots blandos, en cambio, son flexibles y adaptables, lo que los hace mucho más adecuados para terrenos no estructurados. El reto siempre ha sido cómo lograr que se muevan con precisión.

En este contexto, un grupo de investigadores de la Universidad de Gotemburgo (Suecia) –respaldado por la Agencia Espacial Europea (ESA)– construyó su robot en torno a un actuador de elastómero dieléctrico (DEA), un tipo de músculo artificial compuesto por un polímero delgado y flexible intercalado entre dos electrodos flexibles, que se contrae y extiende radialmente al aplicarle un voltaje. Los DEA son prometedores porque imitan el comportamiento del músculo biológico: pueden deformarse significativamente, responder con rapidez y almacenar y liberar energía de manera eficiente. En este caso, el equipo utilizó una versión enrollada del actuador (un RDEA) para impulsar el movimiento de avance lento del robot, que se contrae y extiende axialmente para avanzar poco a poco.

Un requisito fundamental para cualquier robot destinado a la exploración planetaria es su capacidad para operar de forma fiable en un entorno de radiación extrema. Los electrodos flexibles utilizados en el actuador están fabricados con nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT), un nanomaterial cilíndrico formado a partir de una lámina de grafeno enrollada.

Experimentos y simulaciones han demostrado que los SWCNT poseen propiedades de tolerancia a fallos que les permiten resistir daños mecánicos y proporcionar un blindaje parcial contra la radiación marciana. Este comportamiento tolerante a fallos podría extender significativamente la vida útil de un robot desplegado en Marte o la Luna. El diseño también opera a voltajes relativamente bajos, lo que reduce el consumo de energía y minimiza el riesgo de fallos, dos aspectos cruciales cuando un robot se encuentra a millones de kilómetros del técnico de reparación más cercano.

«El principal reto que intentábamos resolver era lograr la multidireccionalidad en robots blandos sin necesidad de electrónica compleja ni múltiples actuadores», explica el Dr. Hari Prakash Thanabalan, de la Universidad de Gotemburgo, investigador principal del proyecto. «La oruga medidora se convirtió en un modelo debido a su diseño sencillo pero eficaz: su locomoción se controla principalmente mediante la contracción y extensión de su cuerpo, lo que la convierte en una fuente de inspiración idónea para un robot que necesita adaptarse a la superficie sobre la que se mueve».

«La biomimética es cada vez más fundamental para los conceptos espaciales avanzados, y esta actividad es un buen ejemplo», afirma Ugo Lafont, especialista en materiales y tecnología espacial y responsable del proyecto en la ESA. «La tecnología clave es el actuador de elastómero dieléctrico enrollado: un músculo artificial cilíndrico que sigue funcionando incluso si se corta o perfora parcialmente. Este comportamiento tolerante a fallos es esencial».