El océano profundo, oscuro, frío, bajo alta presión, y sin aire, es notoriamente inhóspito para los humanos, sin embargo, está repleto de organismos que se las arreglan para prosperar en su duro entorno. El estudio de esas criaturas requiere un equipo especializado montado en vehículos operados a distancia (ROV) que puedan soportar esas condiciones para recolectar muestras. Este equipo, diseñado principalmente para las industrias minera y petrolera submarina, es torpe, costoso, y difícil de maniobrar con el tipo de control necesario para interactuar con la delicada vida marina. Recoger una delicada babosa de mar del fondo del océano con estas herramientas es similar a intentar arrancar una uva con unas tijeras de podar.

Ahora, un grupo multidisciplinario de ingenieros, biólogos marinos, y los especialistas en robótica han desarrollado un dispositivo de muestreo alternativo que es suave, flexible, y personalizable, permitiendo a los científicos agarrar suavemente diferentes tipos de organismos del mar sin dañarlos, y modificaciones de impresión 3D en el dispositivo durante la noche sin la necesidad de regresar a un laboratorio en tierra. La investigación se informa en Más uno .

"Al interactuar con soft, delicadas criaturas submarinas, tiene más sentido que su equipo de muestreo sea también suave y delicado, "dijo el coautor Rob Wood, Doctor., miembro fundador del cuerpo docente principal del Wyss Institute, que también es profesor de ingeniería y ciencias aplicadas Charles River en la escuela de ingeniería y ciencias aplicadas John A. Paulson de Harvard. "Es solo recientemente que el campo de la robótica blanda se ha desarrollado hasta el punto en que realmente podemos construir robots que puedan agarrar a estos animales de manera confiable e inofensiva".

Los dispositivos de "pinza blanda" que diseñó el equipo tienen entre dos y cinco "dedos" hechos de poliuretano y otros materiales blandos que se abren y cierran mediante un sistema de bomba hidráulica de baja presión que utiliza agua de mar para impulsar su movimiento. Las pinzas en sí están unidas a una bola de madera que se sostiene y manipula utilizando un ROV existente, herramientas duras como garras, controlado por un operador humano en el barco al que está atado el ROV.

El equipo desplegó su última versión de las pinzas blandas en un viaje a bordo del R / V Falkor en la remota Área Protegida de las Islas Fénix en el Pacífico Sur. Un entorno tan aislado significaba que la obtención de nuevas piezas para las pinzas sería casi imposible, por lo que trajeron dos impresoras 3-D para crear nuevos componentes sobre la marcha.

"Estar en un barco durante un mes significaba que teníamos que poder hacer todo lo que necesitáramos, y resulta que las impresoras 3D funcionaron muy bien para hacer eso en el barco. Los teníamos funcionando casi las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y pudimos recibir comentarios de los operadores de ROV sobre su experiencia con las pinzas blandas y hacer nuevas versiones durante la noche para abordar cualquier problema, "dijo Daniel Vogt, SRA., un ingeniero de investigación en el Instituto Wyss que es el primer autor del artículo.

Las pinzas blandas pudieron agarrar babosas de mar, corales esponjas y otras especies marinas de forma mucho más eficaz y con menos daños que las herramientas tradicionales de muestreo submarino. Según los comentarios de los operadores de ROV, las extensiones de "uña" impresas en 3D del equipo que se podían agregar a los dedos de la pinza para ayudarlos a meterse debajo de las muestras que estaban asentadas sobre superficies duras. También se agregó una malla flexible a cada dedo para ayudar a mantener las muestras contenidas dentro del agarre de los dedos. Otro, La versión de dos dedos de las pinzas también se creó en base a la familiaridad de los pilotos de ROV con el control de las pinzas de dos dedos existentes, y su solicitud de que los dos dedos puedan sostener muestras con un agarre de "pellizco" (para objetos pequeños) y un agarre de "poder" (para objetos grandes).

El equipo continúa desarrollando las pinzas, con la esperanza de agregar sensores que puedan indicar al operador del ROV cuando las pinzas entran en contacto con un organismo, "siente" lo duro o suave que es, y tomar otras medidas. Por último, su objetivo es poder capturar criaturas marinas en las profundidades del océano y obtener datos físicos y genéticos completos sin sacarlas de sus hábitats nativos.

"Ser capaz de imprimir en 3D variaciones de estos robots blandos en cuestión de horas para interactuar de forma segura con diferentes tipos de vida marina tiene el potencial de revolucionar la forma en que se realiza el trabajo de campo de la biología marina, "dijo el coautor para correspondencia David Gruber, Doctor., que es becario de Radcliffe 2017-2018, Explorador de National Geographic, y profesor de biología y ciencias ambientales en Baruch College, CUNY.

"Las nuevas tecnologías nos permiten superar continuamente las limitaciones de las tecnologías antiguas, que con demasiada frecuencia simplemente se aceptan como el status quo y nunca se cuestionan, "dijo el director fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MARYLAND., Doctor., quien también es el Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en HMS y el Programa de Biología Vascular en el Boston Children's Hospital, así como Profesor de Bioingeniería en SEAS. "Las tecnologías de impresión 3D y robótica blanda ahora permiten que los procesos de diseño e iteración ocurran en el sitio en lugar de en el laboratorio, haciéndolo más rápido, más fácil, y más económico para crear soluciones a los problemas existentes ".