Un prototipo del robot transformador Shapeshifter se prueba en el patio de robótica del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Shapeshifter está hecho de robots más pequeños que pueden transformarse en esferas rodantes, drones voladores, sumergibles de natación, y más. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Mini robots que pueden rodar, mosca, flotar y nadar, luego transformarse en una sola máquina? Juntos forman Shapeshifter, un concepto en desarrollo para un vehículo de transformación para explorar traicionero, mundos distantes.
En un polvoriento patio de robótica en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, el equipo de Shapeshifter está probando un prototipo impreso en 3D de este inusual explorador. Un artilugio que parece un dron encerrado en una rueda de hámster alargada rueda por el patio, luego se divide por la mitad. Una vez separados, las dos mitades se elevan sobre pequeñas hélices, convirtiéndose efectivamente en drones voladores para la exploración aérea. Estas piezas impresas en 3D son solo el comienzo; el equipo imagina una serie de hasta 12 robots que podrían transformarse en una sonda de natación o en un equipo de exploradores de cuevas.
El robot anfibio volador es parte del programa de investigación en etapa inicial de la NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), que ofrece varias fases de financiación a conceptos visionarios, ayudando a convertir ideas que suenan a ciencia ficción en hechos científicos. El investigador principal del JPL, Ali Agha, visualiza a Shapeshifter como una misión a la luna Titán de Saturno, el único otro mundo del sistema solar que se sabe que tiene líquido en forma de lagos de metano, ríos y mares en su superficie.
La misión Cassini de la NASA sobrevoló Titán más de cien veces, cartografiar su superficie para futuras misiones. Lo que Cassini descubrió es un mundo sorprendentemente similar a la Tierra pero con diferencias clave:los ríos fríos de Titán, los lagos y la lluvia están hechos de metano líquido y etano (ambos gases en la Tierra). La atmósfera brumosa de la luna también podría ocultar cuevas, o incluso volcanes helados que arrojan amoníaco o agua en lugar de magma.
Una ilustración de un concepto temprano de Cambiaformas imagina los robots en Titán, la luna de Saturno. En la imagen, el cambiaformas se rompe en pedazos más pequeños que pueden investigar una cascada de metano del cielo. Crédito:NASA / JPL-Caltech / Marilynn Flynn
"Tenemos información muy limitada sobre la composición de la superficie. Terreno rocoso, lagos de metano, criovolcanes:potencialmente tenemos todos estos, pero no lo sabemos con certeza ", dijo Agha." Así que pensamos en cómo crear un sistema que sea versátil y capaz de atravesar diferentes tipos de terreno, pero también lo suficientemente compacto como para lanzarse en un cohete ".
Agha y sus co-investigadores cambiaformas, que incluyen investigadores de las universidades de Stanford y Cornell, se le ocurrió el concepto de un robot autoensamblado hecho de robots más pequeños llamados "cobots". Los cobots, cada uno con una pequeña hélice, podrían moverse independientemente unos de otros para volar a lo largo de acantilados de interés científico. También podrían ir a hacer espeleología, formando una cadena de margaritas para mantener el contacto con la superficie. O podrían transformarse en una esfera para rodar sobre superficies planas y conservar energía.
Por ahora, Shapeshifter es semiautónomo, pero su diseño futuro dependerá de los cobots que puedan autoensamblarse sin necesidad de comandos de la Tierra.
La visión definitiva de Agha incluye un módulo de aterrizaje como la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea, que aterrizó en Titán después de ser desplegado en paracaídas por la nave espacial Cassini de la NASA. Esta "maternidad, "como lo llama Agha, serviría como fuente de energía para los cobots y llevaría los instrumentos científicos para realizar análisis de muestras en profundidad. Pero en lugar de quedarse en su lugar, como suelen hacer los aterrizadores, éste sería portátil. El vuelo es más fácil en Titán, donde la atmósfera es densa y la gravedad baja. Agha calcula que 10 cobots podrían levantar fácilmente un módulo de aterrizaje del tamaño de Huygens (aproximadamente 9 pies, o 3 metros, de ancho) y llévelo con cuidado a diferentes lugares.
"It is often the case that some of the hardest places to get to are the most scientifically interesting because maybe they're the youngest, or they're in an area that was not well characterized from orbit, " said Jason Hofgartner, JPL lead scientist for Shapeshifter.
"Shapeshifter's remarkable versatility enables access to all of these scientifically compelling places."
The Shapeshifter team will submit their concept to NIAC's Phase II selection process in 2020. But even if selected, it could be many more years until Shapeshifter visits a moon like Titan. The next mission to Titan will be Dragonfly, NASA's first rotorcraft lander, which is scheduled to launch in 2026. Until then, curious Titan enthusiasts can continue to follow NASA's Cassini team as it releases new discoveries about the strange moon.
