Un robot volador novedoso inspirado en los insectos, desarrollado por investigadores de TU Delft del Laboratorio de Micro Vehículos Aéreos (MAVLab), se presenta en Ciencias (14 de septiembre de 2018). Experimentos con este primer autónomo, El robot ágil y de vuelo libre mejora la comprensión de cómo las moscas de la fruta controlan las maniobras de escape agresivas. Aparte de su potencial en la investigación del vuelo de los insectos, Las excepcionales cualidades de vuelo del robot abren nuevas aplicaciones de drones.

Los animales voladores potencian y controlan el vuelo batiendo sus alas. Esto permite que pequeños volantes naturales, como insectos, se ciernen cerca de una flor, sino también para escapar del peligro rápidamente. El vuelo de los animales siempre ha llamado la atención de los biólogos, que no solo estudian los complejos patrones de movimiento de las alas y la aerodinámica, sino también sus sistemas sensoriales y neuromotores durante tan ágiles maniobras. 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, energéticamente eficiente e incluso escalable al tamaño de los insectos.

Los investigadores de TU Delft del MAVLab han desarrollado un novedoso robot volador inspirado en los insectos; hasta ahora incomparable en su desempeño, con un diseño simple y fácil de producir. Como en insectos voladores, el batir de alas del robot, latiendo 17 veces por segundo, no solo genera la fuerza de sustentación necesaria para mantenerse en el aire, pero también controla el vuelo mediante pequeños ajustes en el movimiento del ala. Inspirado en las moscas de la fruta, Los mecanismos de control del robot han demostrado ser muy eficaces. lo que le permite flotar sobre el terreno y volar en cualquier dirección con gran agilidad.

"El robot tiene una velocidad máxima de 25 km / hy puede incluso realizar maniobras agresivas, como volteretas de 360 ​​grados, asemejándose a bucles y rollos de barril, "dice Matěj Karásek, el primer autor del estudio y diseñador principal del robot. "Es más, el robot de 33 cm de envergadura y 29 gramos tiene una excelente eficiencia energética para su tamaño, permitiendo cinco minutos de vuelo estacionario o más de 1 km de autonomía de vuelo con una batería completamente cargada ".

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

Las actuaciones de vuelo del robot, combinado con su programabilidad, también lo hacen muy adecuado para la investigación del vuelo de los insectos. Para tal fin, TU Delft ha colaborado con la Universidad de Wageningen. "Cuando vi por primera vez al robot volar, Me asombró lo mucho que se parecía su vuelo al de los insectos, especialmente al maniobrar. Inmediatamente pensé que podríamos emplearlo para investigar el control y la dinámica de vuelo de los insectos, ", dice el profesor Florian Muijres del grupo de Zoología Experimental de la Universidad e Investigación de Wageningen. Debido al trabajo anterior del profesor Muijres sobre moscas de la fruta, el equipo decidió programar el robot para imitar las acciones de control hipotéticas de los insectos durante las maniobras de escape de alta agilidad, como los que evitan los golpes.

Las maniobras realizadas por el robot se parecían mucho a las observadas en las 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, teníamos 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 ayuda a las moscas, pero posiblemente también otros animales voladores, en su dirección a lo largo de estos rápidos giros inclinados, "añade Karásek.

Potencial para aplicaciones futuras

MAVLab ha estado desarrollando robots voladores inspirados en insectos durante más de 10 años dentro del proyecto DelFly. El líder científico de MAVLab, Prof. Guido de Croon, dice, "Los drones inspirados en insectos tienen un alto potencial para aplicaciones novedosas, como son livianos, seguro alrededor de los humanos, y pueden volar de manera más eficiente que los diseños de drones más tradicionales, especialmente a escalas más pequeñas. Sin embargo, hasta ahora, estos robots voladores no tenían suficiente agilidad, y requerían un proceso de fabricación demasiado complejo ". El robot de este estudio, llamado DelFly Nimble, se basa en métodos de fabricación establecidos, utiliza componentes listos para usar, y su duración de vuelo es lo suficientemente larga como para ser de interés para aplicaciones del mundo real.

El DelFly Nimble se desarrollará aún más dentro del proyecto TTW, "Tan ágil como una abeja, "que es una colaboración entre TU Delft y la Universidad de Wageningen, financiado por la fundación científica holandesa NWO.