Diseño y control de una tilapia (Oreochromis niloticus) biomimética mediante actuadores de Nitinol
DOI:
https://doi.org/10.61347/ei.v4i2.143Palabras clave:
Alambre con memoria de forma, biomecánica, diseño biomimético, nado carangiforme, tilapiaResumen
El desarrollo de robots bioinspirados representa una estrategia innovadora para replicar los principios biomecánicos de la locomoción animal en entornos que requieren eficiencia energética y adaptabilidad, como en el medio acuático. En este contexto, el presente trabajo tiene como objetivo diseñar y controlar un robot biomimético basado en la tilapia (Oreochromis niloticus), utilizando alambre de Nitinol como actuador principal para imitar el patrón de nado carangiforme. Se empleó un enfoque cuantitativo, bajo un diseño experimental, y la investigación se ubicó en el campo de los estudios aplicados. Se realizó un análisis morfológico y biomecánico del pez, con énfasis en la segmentación corporal y la frecuencia de oscilación. Posteriormente, se diseñó un prototipo mediante impresión 3D con materiales flexibles que permiten flexión lateral. El sistema de activación térmica del Nitinol, regulado electrónicamente mediante señales PWM, generó contracciones secuenciales que simulan el movimiento muscular del pez. Se realizaron simulaciones y pruebas experimentales para validar el desplazamiento ondulatorio del robot, alcanzando ángulos de oscilación de ±15° por segmento y una frecuencia de nado de hasta 2.8 Hz. El análisis estadístico de los datos evidenció una respuesta consistente y diferencias significativas en el rendimiento de propulsión en función del ciclo de activación (p < 0.05). En conclusión, el sistema logró replicar con éxito la dinámica de nado de la tilapia, demostrando que el uso de Nitinol como actuador inteligente, combinado con estrategias de diseño biomimético, permite desarrollar soluciones funcionales y eficientes para la robótica subacuática.
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