Crean robot inspirado en una estrella de mar: estructura biomimética es flexible y se autorrepara

El esqueleto de la estrella de mar ha inspirado una nueva estructura de transformación flexible pero resistente con aplicaciones prometedoras en robótica, aviación y tecnología médica.

Esta investigación se presenta en la Conferencia Anual de la Sociedad de Biología Experimental en Praga, informa Tech Explore.

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“Las estrellas de mar poseen la notable capacidad de mantenerse sin esfuerzo en cualquier postura corporal modificando la rigidez de su endoesqueleto”, afirma Raman Raman, estudiante de doctorado en el grupo de trabajo de Estructuras Biológicas y Biomimética de la Hochschule Bremen, en Alemania.

Los huesecillos son microestructuras de calcita que se encuentran en el interior del cuerpo de las estrellas de mar y que están conectadas en red mediante fibras de colágeno para formar el endoesqueleto. Esta estructura fuerte pero simple les permite adoptar una amplia variedad de posturas corporales con un uso mínimo de energía.

“Nos fascinó esta solución biológica a un problema de ingeniería complejo”, continúa Raman. “Nuestro objetivo era desvelar los secretos de su intrincado esqueleto y traducir esos principios en un nuevo material con propiedades igualmente notables”.

Raman y su equipo utilizaron un enfoque multidisciplinario para este proyecto. Mediante tomografías computarizadas de rayos X de alta resolución, visualizaron las estructuras esqueléticas de las estrellas de mar y utilizaron modelos matemáticos (análisis de elementos finitos y simulaciones multicuerpo) para comprender la compleja mecánica interrelacionada de los componentes esqueléticos.

“Por primera vez, podemos mostrar la compleja estructura tridimensional del esqueleto de la estrella de mar y la fina ultraestructura de los pequeños huesecillos”, relata Raman. “Ahora hemos utilizado estos conocimientos para el proceso de diseño biomimético de nuestra propia estructura cambiante, incorporando técnicas de prototipado rápido para su fabricación”.

Raman y su equipo han utilizado la impresión 3D para producir distintos prototipos funcionales que pueden superar una impresionante variedad de desafíos físicos. “Nuestra estructura patentada inspirada en las estrellas de mar presenta características de autobloqueo, flexión continua, autorreparación y memoria de forma”, afirma Raman.

La escalabilidad, el bajo costo y la relativa facilidad de fabricación de esta estructura transformable brindan muchas oportunidades para aplicaciones industriales, incluida la robótica, la aviación y los dispositivos biomédicos como prótesis e implantes.