CARTAGENA. Navantia creó el pasado año ‘monodon’, una célula de innovación abierta con el fin de impulsar la investigación y experimentación con tecnologías disruptivas y agilizar su implantación dentro de la compañía. Hace unos días presentaba un interesante proyecto dirigido a la comunidad científica, consistente en diseñar un vehículo autónomo, bioinspirado y capacitado para la exploración submarina a más de 200 metros de profundidad.
El desafío tendrá un año de duración y cada propuesta de las propuestas debe dirigirse en uno o en la combinación de varios temas de investigación, como la locomoción acuática bioinspirada, estructuras flexibles para entornos submarinos, materiales y métodos de fabricación para entornos submarinos, capacidades de detección, funcionamiento energéticamente eficiente y autosuficiente y/o comunicación óptica submarina.
El reto culminará con la elección de ganadores en tres categorías, que recibirán, respectivamente, apoyo de los promotores para publicar su investigación, para investigar su propuesta en laboratorio o para desarrollar un prototipo.
"La robótica submarina tendrá un enorme potencial para aplicaciones científicas, de exploración o de vigilancia de infraestructuras críticas submarinas. Aprender de la naturaleza y desarrollar vehículos bioinspirados permitirá incrementar la eficiencia energética, las capacidades de sensorización y la maniobrabilidad. Por otro lado, la investigación en nuevos materiales es esencial para la adaptabilidad y supervivencia de estos dispositivos en condiciones submarinas de presión elevada", explicaba Patricia Sierra, Innovation Lead de monodon, hace unos días.
Los objetivos específicos se centrarán en la eficiencia energética, las capacidades de detección, la recopilación de datos y la maniobrabilidad. Además, es esencial una selección cuidadosa de los materiales y sistemas para soportar condiciones de alta presión y adaptarse a diferentes entornos.
Tema 1 de investigación. Locomoción acuática bioinspirada
Funcionalidades submarinas como manipulación de flujo y mecanismos de propulsión diseñados para aplicaciones submarinas de robótica blanda. Se aceptan estudios centrados en diseños bioinspirados, ya sea a través de innovaciones químicas, estructurales o funcionales.
Las principales áreas de interés en investigación fundamental y aplicada incluyen:
- Biomecánica e hidrodinámica de organismos nadadores, correlacionando anatomía, movimiento y comportamiento de locomoción a través de escalas de longitud y números de Reynolds.
- Diseño bioinspirado de robots blandos que utilizan diversos modos de locomoción acuática (movimiento ondulatorio, aleteo de aletas, propulsión a chorro, etc.).
- Métodos integrados para controlar la flotabilidad y el rendimiento bajo presión.
- Desarrollo de sistemas de actuación, potencia y detección para la locomoción acuática bioinspirada.
- Estructuras transformables para manipular el flujo y adaptarse a entornos cambiantes
Tema de investigación 2. Estructuras flexibles para entornos submarinos
Contribuciones centradas en metaestructuras y otras estructuras funcionales para desarrollar diseños adaptables que satisfagan las demandas de los entornos submarinos.
Las áreas de investigación clave de interés son:
- Estructuras reactivas: Diseño de estructuras flexibles que puedan responder mecánicamente y adaptarse a las demandas ambientales. Por ejemplo, las aletas que se adaptan a un mayor flujo de agua pueden mejorar la estabilidad y la maniobrabilidad; o secciones del casco que cambian de forma y pueden agilizarse o expandirse según las necesidades de movimiento.
- Control de rigidez: materiales y estructuras con rigidez ajustable para crear piezas que se endurezcan o ablanden según sea necesario durante diferentes escenarios de deformación. Por ejemplo, un cuerpo más blando y flexible para circular por espacios reducidos puede endurecerse para resistir corrientes fuertes o turbulencias.
- Metamateriales flexibles con control espacial de rigidez estructural y funcionalidades programadas.
- Marcos de optimización topológica para apoyar el diseño de estructuras flexibles sometidas a entornos submarinos.
Tema de investigación 3. Materiales y métodos de fabricación para entornos submarinos
Métodos de fabricación de materiales flexibles, con especial atención a los enfoques de fabricación aditiva. Se tratan temas como la bioincrustación, que afecta el funcionamiento y el mantenimiento a largo plazo, y los procesos de fabricación subacuáticos que atienden los desafíos específicos del entorno sumergido.
Las áreas de investigación clave de interés son:
- Métodos de fabricación aditiva para materiales flexibles.
- Bioincrustaciones. Métodos para prevenir la corrosión y otros procesos indeseables.
- Procesos de fabricación que atienden los desafíos específicos del entorno sumergido.
- Integración estructural de componentes con diferente rigidez trabajando en entornos submarinos.
Tema de investigación 4. Capacidades de detección
Componentes sensores para mejorar las capacidades sensoriales submarinas y la eficiencia estructural; y la integración de estos sistemas con algoritmos de IA para gestionar su procesamiento.
Las áreas de investigación clave de interés son:
- Materiales multifuncionales para proporcionar capacidades de detección mecánica en entornos submarinos.
- Flujo óptico biológico (SLAM): uso de información visual (flujo óptico) para comprender la velocidad relativa y la distancia de los objetos, lo que ayuda a evitar obstáculos y orientarse.
- Visión artificial para AUV: flujo óptico y percepción visual para mapeo y navegación en tiempo real.
- Conjuntos de sensores que recogen datos físicos y químicos relevantes.
- Herramientas computacionales para optimizar el diseño y distribución de estos componentes dentro de los robots bioinspirados.
- Conocimientos básicos de la teoría de control para modelar y analizar el control sensoriomotor en sistemas biológicos.
- Estrategias de control adaptativo: estudia técnicas como el control predictivo de modelos y controladores basados en aprendizaje automático que permiten a los robots responder a entornos dinámicos y no estructurados.
- Herramientas de IA para procesar la información de detección y proporcionar retroalimentación rápida al robot.
Tema de investigación 5. Funcionamiento autosuficiente y energéticamente eficiente
Operación autosuficiente y energéticamente eficiente, lo que impulsa la investigación en estrategias de gestión energética que respalden la autonomía a largo plazo para sistemas robóticos blandos.
Las áreas de investigación clave de interés son:
- Estrategias de gestión energética que apoyan la autonomía a largo plazo para sistemas robóticos blandos.
- Sensores que recogen datos físicos y químicos relevantes.
- Herramientas computacionales para optimizar el diseño y distribución de estos componentes dentro de los robots bioinspirados.
- Herramientas de IA para procesar la información de detección y proporcionar retroalimentación rápida al robot.
Tema de investigación 6. Comunicación óptica submarina
La comunicación óptica está limitada por el alcance y las condiciones ambientales, su capacidad para transmitir grandes volúmenes de datos con un retraso mínimo la convierte en una herramienta poderosa para aplicaciones UW de corto alcance, particularmente cuando un alto ancho de banda y una baja latencia son esenciales.
Las áreas de investigación clave de interés son:
- Longitud de onda : La longitud de onda del LD debe elegirse cuidadosamente en función de la transparencia del agua y las características de absorción.
- Potencia de salida : La potencia de salida determina la intensidad de la señal óptica transmitida a través del agua. Una mayor potencia de salida ayuda a mantener la intensidad de la señal a distancias más largas y a pesar de la turbidez del agua.
- Divergencia del haz : los LD con divergencia de haz estrecha son preferibles ya que permiten que la señal óptica se propague a distancias más largas sin dispersión significativa ni pérdida de intensidad.
Calendario: Apertura de plataforma para recibir artículos.
La plataforma (https://twilight.monodon.es/challenge/) estará abierta para que los investigadores carguen sus propuestas.
De mayo a agosto de 2025
- Periodo de Revisión y Evaluación.
Cierre de convocatoria. Septiembre de 2025
- Anuncio de las mejores propuestas.
Anuncio de las mejores propuestas en Twitch y YouTube. 20 de septiembre de 2025
- Presentaciones formales y ceremonia de premiación.
21 de noviembre de 2025
Imagen ficticia de vehículo autónomo submarino generado por IA
