Nuevo robot volador imita el vuelo rápido de insectos

Nuevo robot volador imita el vuelo rápido de insectos
Un novedoso robot volador inspirado en insectos, desarrollado por investigadores de TU Delft del Laboratorio Micro Air Vehicle (MAVLab), se presenta en Science (14 de septiembre de 2018).

Los experimentos con este primer robot autónomo, de vuelo libre y ágil de aleteo, realizado en colaboración con la Universidad de Wageningen e Investigación, mejoraron nuestra comprensión de cómo las moscas de la fruta controlan las maniobras de escape agresivas.

Además de su potencial adicional en la investigación de vuelo de insectos, las excepcionales cualidades de vuelo del robot abren nuevas aplicaciones de aviones no tripulados.

Los animales voladores tanto potencian como controlan el vuelo batiendo sus alas. Esto permite a los pequeños voladores naturales, como los insectos, flotar cerca de una flor, pero también escapar rápidamente del peligro, que todos han presenciado cuando intentan aplastar una mosca.

El vuelo de los animales siempre ha atraído la atención de los biólogos, que no solo estudian sus complejos patrones de movimiento del ala y aerodinámica, sino también sus sistemas sensoriales y neuro-motores durante estas maniobras ágiles.

Recientemente, los animales voladores también se han convertido en una fuente de inspiración para los investigadores en robótica, que intentan desarrollar robots voladores ligeros que sean ágiles, eficientes en el uso de la energía e incluso escalables al tamaño de los insectos.

Nuevo robot volador altamente ágil

Los investigadores de TU Delft de MAVLab han desarrollado un nuevo robot volador inspirado en insectos; Hasta ahora no tiene parangón en su rendimiento y, sin embargo, con un diseño simple y fácil de producir. Al igual que en los insectos voladores, las aletas del robot, que baten 17 veces por segundo, no solo generan la fuerza de sustentación necesaria para mantenerse.

Inspirados por las moscas de la fruta, los mecanismos de control del robot han demostrado ser altamente efectivos, lo que le permite no solo flotar en el lugar y volar en cualquier dirección, sino también ser muy ágil.

«El robot tiene una velocidad máxima de 25 km / h e incluso puede realizar maniobras agresivas, como giros de 360 ​​grados, parecidos a bucles y rollos de barril», dice Mat? J Karásek, el primer autor del estudio y diseñador principal del robot.

‘Además, el robot de envergadura de 33 cm y 29 gramos tiene, por su tamaño, una eficiencia de energía excelente, lo que permite 5 minutos de vuelo en vuelo estacionario o más de 1 km de alcance en una batería completamente cargada’.

Investigación sobre maniobras de escape de la mosca de la fruta.

Además de ser un novedoso robot autónomo, las prestaciones de vuelo del robot, combinadas con su capacidad de programación, también lo hacen adecuado para la investigación en vuelo de insectos.

Con este fin, TU Delft ha colaborado con la Universidad de Wageningen. «Cuando vi al robot volar por primera vez, me sorprendió lo cerca que se parecía su vuelo al de los insectos, especialmente cuando maniobraba.

Inmediatamente pensé que realmente podríamos emplearlo para investigar el control de vuelo de insectos y la dinámica «, dice el profesor Florian Muijres, del grupo de zoología experimental de la Universidad de Wageningen y la investigación.

Debido al trabajo anterior del profesor Muijres sobre moscas de la fruta, el equipo decidió programar el robot para imitar las hipotéticas acciones de control de estos insectos durante las maniobras de escape de alta agilidad, como las que se utilizan cuando intentamos aplastarlas.

Las maniobras realizadas por el robot se parecían mucho a las observadas en moscas de la fruta. El robot incluso pudo demostrar cómo las moscas de la fruta controlan el ángulo de giro para maximizar su rendimiento de escape.

«A diferencia de los experimentos con animales, tuvimos el control total de lo que estaba sucediendo en el» cerebro «del robot. Esto nos permitió identificar y describir un nuevo mecanismo aerodinámico pasivo que asiste a las moscas, pero posiblemente también a otros animales voladores, para orientar su dirección a lo largo de estos giros rápidos «, agrega Karásek.

Potencial para futuras aplicaciones.

El MAVLab ha desarrollado robots voladores inspirados en insectos durante más de 10 años dentro del proyecto DelFly. El líder científico de MAVLab, el profesor Guido de Croon, dice:

‘Los drones inspirados en insectos tienen un alto potencial para aplicaciones novedosas, ya que son ligeros, seguros para los humanos y pueden volar más eficientemente que los diseños más tradicionales de drones.

Especialmente a escalas menores Sin embargo, hasta ahora, estos robots voladores no se habían dado cuenta de este potencial ya que no eran lo suficientemente ágiles, como nuestro DelFly II, o requerían un proceso de fabricación demasiado complejo «.

El robot en este estudio, llamado DelFly Nimble, se basa en los métodos de fabricación establecidos, utiliza componentes listos para usar y su resistencia en vuelo es lo suficientemente larga como para ser de interés para aplicaciones del mundo real.

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