Robots alados del tamaño de una moneda para entender el vuelo de los insectos

Robots alados, capaces de realizar vuelos estacionarios y que aletean como una mosca podría ayudar a los científicos a entender mejor los aspectos más sutiles del vuelo de los insectos, informan investigadores en Science.

Las moscas pueden salir fácilmente de la trayectoria de un matamoscas o evitar una caída a tierra a pesar de que el viento sople con fuerza. Algunas investigaciones sugieren que cambios sutiles en el movimiento de las alas pueden crear suficiente movimiento de torsión para que puedan realizar giros bruscos. Emular el vuelo de las moscas en el laboratorio mediante robots podría ayudar a los científicos a entender los detalles del vuelo de los insectos. Pero lograrlo ha resultado difícil.

“La gente ha estado tratando de construir dispositivos de aleteo como esto durante años.”, Dice Michael Dickinson, bioingeniero de la Universidad de Washington en Seattle, que no participó en el trabajo.

A pequeña escala, el arrastre y fricción ganan importancia en la dinámica de vuelo. Como resultado, muchos de los componentes de grandes robots, como engranajes y poleas, no funcionan en máquinas voladoras pequeñas.

Robert Wood, de la Universidad de Harvard y sus colegas tuvieron que improvisar nuevos componentes para desarrollar cuerpos, alas y músculos de sus MINIBOTS voladores. Para los músculos utilizaron materiales cerámicos que muestran propiedades piezoeléctricas; es decir, materiales que pueden contraerse en respuesta a un campo eléctrico. Los investigadores unieron dos músculos de vuelo a un esqueleto de fibra de carbono y unieron después cada músculo con un ala a través de bisagras de plástico en la parte superior del esqueleto. Cada uno de los dispositivos resultantes es de aproximadamente del tamaño de un centavo.

Un campo eléctrico oscilante contrae los músculos piezoeléctricos, haciendo que las alas se muevan. Un cambio en la fuerza o la frecuencia del campo produce distinta intensidad o frecuencia de aleteo. Los investigadores programaron un ordenador para interpretar la información de los vídeos en tiempo real del robot y contar los aleteos cuando se agiten y roten.

Wood y sus colegas tardaron una década en lograr un robot que pudiera volar. Una noche, el verano pasadas las 3, relata Wood, uno de sus estudiantes le envió por correo electrónico lo que él describía como “un vídeo genial” de un robot despegando, flotando y volando brevemente. Desde entonces, los investigadores han pasado por numerosos prototipos, realizando mejoras y diferentes pruebas.

Los mejores robots alados pueden aletear 120 veces por segundo, casi la misma frecuencia que las alas de las moscas reales pueden hacer. Los robots usan más o menos la misma potencia -unos 19 milivatios- que los insectos de tamaño similar. Las máquinas pueden flotar, avanzar y retroceder entre diferentes puntos y permanecer en el aire durante más de 20 segundos antes de estrellarse, dicen los investigadores.

Wood señala una limitación importante: los robots no tienen el poder de llevar sensores o controles, por lo que siempre tienen que estar conectados. Dickinson también toma nota de que el movimiento de aleteo de las alas no es tan sofisticado como el de las moscas reales. El equipo Wood y otros investigadores están trabajando para abordar cada uno de estos problemas.

“Es un paso hacia delante muy impresionante”, dice Dickinson. “Pero también indica hasta qué punto han de llegar los ingenieros antes de que tengan un robot-mosca verdaderamente autónomo.”

Autor: Puneet Kollipara

Enlace original: Winged robots may shed light on fly aerobatics