Desarrollan peces robóticos para la monitorización ambiental

Un grupo de investigadores del Centro de Automática y Robótica (CAR UPM-CSIC), en colaboración con investigadores de la Universidad de Florencia, están diseñando un vehículo submarino autónomo equipado con biosensores para monitorizar la calidad del agua. Estos robots, que imitan a un pez en movimiento para minimizar la perturbación y el estrés de los peces, pueden detectar posibles anomalías en el agua in situ y en tiempo real, lo que los convierte en elementos idóneos para controlar las condiciones ambientales en piscifactorías.

La acuicultura se ha convertido en el sector de la alimentación animal de más rápido crecimiento en el mundo. Hoy en día los suministros de peces, crustáceos y moluscos criados en piscifactorías suponen alrededor del 50% de lo que se consume a nivel mundial. Con el fin de mantener la salud en los sistemas de acuicultura, así como para evitar el estrés fisiológico y enfermedades en los animales, es preciso supervisar la calidad del agua de una forma no invasiva.

Para hacer frente a este problema, investigadores del Laboratorio de Sistemas Bio-inspirados del CAR UPM-CSIC, un centro mixto de la Universidad Politécnica de Madrid y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, en colaboración con investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Florencia (Italia) están desarrollando un vehículo submarino autónomo con sensores integrados (biocapas) para proporcionar la vigilancia, en tiempo real e in situ, de la calidad del agua en las jaulas de cría de peces. Con el fin de minimizar las molestias y el posible estrés a los animales el robot es biomimético, es decir, imita - tanto en su aspecto como en su funcionamiento- a los peces reales. 

Además de proporcionar información sobre el agua, el pez robot es capaz de modificar su forma de nadar según las condiciones del agua para, por ejemplo, detectar y señalar áreas de más o menos concentración. Debido  a  que la acidez del agua afecta directamente a otros indicadores, tanto de la calidad del agua como de la salud de los peces, en el proyecto se ha creado un sensor de pH electroquímico especial basado en una película de polianilina depositada sobre la superficie de un electrodo de grafito gracias al cual el pez robot es capaz de cambiar sus patrones de natación según la información enviada por este sensor.

El prototipo realizado tiene una longitud de treinta centímetros, sin incluir la cola. Posee actuadores de memoria de forma que doblan una estructura flexible continua (la espina dorsal del pez-robot) hecha de policarbonato de 1 mm de espesor. Además, se emplea una estructura adicional de nervaduras para soportar la piel a base de látex.

Como señala Claudio Rossi, uno de los creadores de este pez bioinspirado, “gracias a la tecnología desarrollada, que proporciona información temprana sobre el cambio ambiental, se pueden controlar parámetros de calidad de agua y mejorar las decisiones de gestión de la granja de peces y el consiguiente bienestar para los animales”.

Ravalli, Andrea; Rossi, Claudio; Marrazza, Giovanna. Bio-inspired fish robot based on chemical sensors. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL 239: 325-329. DOI: 10.1016/j.snb.2016.08.030. FEB 2017.

Enlaces de interés: http://www.robcib.etsii.upm.es