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Artículo de investigación

Diseño

frecuencia de nado de hasta 2.8 Hz. El análisis estadístico de los datos evidenció una

la dinámica de nado de la tilapia, demostrando que el uso de Nitinol como actuador

and adaptability, such as aquatic settings. In this context, the objective of the present study is to

applied studies. A morphological and biomechanical analysis of the fish was conducted, with

emphasis on body segmentation and oscillation frequency. Subsequently, a prototype was

designed using 3D printing with flexible materials that allow for lateral bending. The Nitinol

thermal activation system, electronically regulated through PWM signals, generated sequential

contractions that simulate the muscle movement of the fish. Simulations and experimental tests

tilapia.

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1. Introducción

La robótica bioinspirada se ha consolidado como una disciplina clave en el desarrollo de sistemas

mecatrónicos avanzados, al emular mecanismos naturales optimizados por la evolución biológica. Esta

área busca replicar estrategias estructurales, funcionales y adaptativas de organismos vivos para

mediante ondulaciones concentradas en la región posterior del cuerpo (Albeláez-Rojas et al., 2024;

Siddique et al., 2025). Este tipo de locomoción representa un equilibrio óptimo entre velocidad de

sistemas robóticos requiere una comprensión profunda de la morfología, la biomecánica y la dinámica

de fluidos implicadas en el desplazamiento del pez en su entorno natural.

eficiencias de propulsión superiores a los sistemas tradicionales. Por ejemplo, Chen et al. (2020) exploró

el rendimiento de natación de un robótico biomimético multiarticular, demostrando que la eficiencia

energética de propulsión puede mejorar hasta un 89% bajo ciertas condiciones, gracias al uso de

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La finalidad es replicar el patrón de nado carangiforme y evaluar su desempeño hidrodinámico y su

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ondulatorio y la eficiencia de propulsión.

desarrollar y validar una solución funcional para la robótica submarina potencialmente viable en tareas

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de inspección, monitoreo y exploración en ambientes acuáticos. La integración del diseño biomimético,

las características estructurales y funcionales observadas en organismos acuáticos reales. En este caso,

el diseño se inspiró en la tilapia (Oreochromis niloticus), lo cual permitió construir un modelo con

comportamiento natatorio realista, tal como se representa en la figura 9. Comprender los principios

biológicos de locomoción fue esencial para la implementación de una arquitectura mecánica eficiente.

Arquitectura mecánica inspirada en tilapia

mejorando aún más su desempeño hidrodinámico (Koiri et al., 2024).

ondulación, tales como aleaciones con memoria de forma (SMA), que emulan la función de las fibras

musculares. Asimismo, se utiliza un revestimiento escamado con materiales texturizados diseñado

para reducir el arrastre y mejorar la hidrodinámica del desplazamiento.

recuerda su forma original al calentarse, después de haber sido deformado en la fase martensítica. Por

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Propiedades Valor Aproximado

6.45 g/ cm3

de transformación 32°C – 100°C (ajustable)

eléctrica 76-100µΩcm

6450 /³, calor específico de 320 / · °, y resistividad eléctrica de 82 × 10⁻⁸  · .

obteniendo un valor de 0.261 . Bajo la suposición de una corriente constante de 2, la potencia

·  = 1.044 . Con esta potencia y la energía

requerida previamente obtenida, se estimó un tiempo de calentamiento aproximado de 31 segundos,

. Resultado que coincide con las predicciones teóricas dadas por Duerig

(Muralidharan & Palani, 2021).

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3. Resultados y discusión

Los resultados obtenidos confirman el correcto funcionamiento del mecanismo de flexión lateral

basado en alambres de Nitinol. El principio de actuación se fundamenta en la contracción térmica del

material cuando es atravesado por corriente eléctrica, lo que genera el movimiento ondulatorio

característico en el cuerpo del robot.

eléctricos alternos que activan los alambres de forma secuencial, permitiendo un movimiento

patrón de ondulación eficiente que emula el desplazamiento natural de un pez real.

Movimiento alternado izquierda y derecha

de peces reales. Estos resultados concuerdan con los datos experimentales reportados por Hou

(2021) y Li et al. (2021) en sus prototipos simulados.