El profesor asistente Mihai “Mishu” Duduta y su equipo de estudiantes de posgrado de la Facultad de Ingeniería Mecánica, Aeroespacial y de Manufactura de la Escuela de Ingeniería han publicado una investigación en el número de julio de npj Robotics, presentando un sistema de robot completamente flexible llamado RoboNautilus, que representa un avance innovador en el campo de la propulsión submarina.

RoboNautilus se inspira en el mecanismo de propulsión por chorro de los cefalópodos. Como los únicos nadadores naturales que utilizan propulsión por impulsos de chorro, los cefalópodos dependen de la expansión y contracción rítmica de su cavidad de manto blando para inhalar y expulsar agua con fuerza, logrando movimientos eficientes y ágiles. Sin embargo, reproducir este mecanismo en robótica ha sido difícil debido a las limitaciones de los actuadores blandos, con la mayoría de las soluciones dependiendo de motores rígidos o sistemas hidráulicos voluminosos.

RoboNautilus rompe con la tradición: es un robot submarino completamente integrado e independiente. Utiliza actuadores multicapa de elastómeros dieléctricos (DEA) para impulsar el flujo de agua a través de un sifón blando por chorro. Los actuadores de estado sólido se deforman bajo alta presión sin componentes rígidos, combinando control, eficiencia y diseño compacto. La carcasa del robot está impresa en 3D, imitando el diseño del nautilo blanco (Nautilus belauensis), con una cavidad interna reconfigurada para alojar electrónica y una cámara de aire para flotabilidad y autoestabilización pasiva; en la boquilla frontal se instala una membrana DEA blanda que, al energizarse, se expande y contrae cíclicamente para inhalar y expulsar agua, generando empuje.

Notablemente, el diseño del robot también está conectado con la historia. Se inspira en el primer submarino nuclear construido en Connecticut en 1955, el USS Nautilus, y el profesor Duduta expresa respeto por el almirante Hyman Rickover, quien lideró su construcción, extrayendo lecciones de liderazgo y construcción de equipos de sus enseñanzas.

Además de su excelente propulsión, RoboNautilus tiene un gran potencial en el monitoreo ambiental. Equipado con una cámara integrada y sensores de temperatura y salinidad para pruebas en aguas superficiales, puede recopilar datos clave en ecosistemas marinos frágiles sin perturbar la vida circundante, una ventaja significativa sobre los robots rígidos.

En el futuro, RoboNautilus se iterará y mejorará, posiblemente incorporando vectores de empuje, navegación autónoma y funciones de sensado más avanzadas. Su uso de materiales blandos, energía a bordo y movimiento silencioso por chorro abre nuevas direcciones para detectores submarinos de bajo impacto en investigación, monitoreo y conservación.

Además, el profesor Duduta planea realizar un evento de divulgación este otoño en Barrington, Rhode Island, colaborando con estudiantes de secundaria en un diseño de carcasa crowdsourced, involucrando a jóvenes en la investigación y conectando la biología antigua con la robótica moderna.