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Martes, 27 mayo 2014
Robótica

Avances hacia los drones del futuro

La naturaleza es la gran fuente de inspiración para muchos de los avances tecnológicos que están logrando científicos de diversas partes del mundo en el desarrollo de la próxima generación de robots aéreos.

Basándose en los mecanismos adoptados por pájaros, murciélagos, insectos y serpientes voladoras (ver aquí nuestro artículo sobre estas asombrosas serpientes, http://noticiasdelaciencia.com/not/10006/), 14 de los más destacados equipos de investigación han desarrollado soluciones para algunos de los problemas habituales que podrían tener que afrontar los drones futuros cuando naveguen en un entorno urbano y deban llevar a cabo tareas novedosas.

Tanto si se trata de evitar obstáculos, como recoger y entregar objetos, o realizar mejores despegues y aterrizajes en superficies difíciles, se espera que las soluciones puedan conducir al despliegue de drones en entornos urbanos complejos en los que llevar a cabo una amplia gama de misiones diferentes, desde vigilancia militar y tareas de búsqueda y rescate, hasta servir de teléfonos volantes con cámara o ejercer de repartidores fiables de paquetes. Para ello, los drones necesitan un control de vuelo exquisito.

Los primeros drones pequeños ya han sido usados en operaciones de búsqueda y rescate para investigar zonas difíciles de alcanzar o peligrosas, como la de Fukushima, en Japón. Unos científicos de la Universidad Eotvos Lorand en Hungría creen que las misiones de esta clase podrían ser más eficientes aún si los robots fueran capaces de trabajar en equipo, y han desarrollado un algoritmo que permite que un número determinado de drones vuelen juntos como una bandada de pájaros.

La eficacia del algoritmo ha sido demostrada utilizándolo para dirigir los movimientos de una bandada de nueve drones mientras seguían a un coche en movimiento.

Si bien este movimiento colectivo podría ser útil cuando se tengan que hacer tareas de búsqueda en grandes extensiones de terreno, un grupo de investigadores de la Universidad Harvard en Estados Unidos ha desarrollado un dron de tamaño milimétrico con vistas a utilizarlo para explorar espacios en los que apenas hay sitio para moverse.

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El microrrobot que los científicos de este equipo han diseñado puede despegar y mantenerse en el aire durante períodos largos de tiempo. En el futuro, los drones de tamaño milimétrico podrían también ser empleados en la polinización agrícola asistida y en el reconocimiento aéreo, además de servir de modelos mecánicos para estudios futuros sobre el vuelo de los insectos.

Una vez desplegados fuera del laboratorio, en el mundo real, los drones se enfrentarán con el reto extremadamente difícil de lidiar con los elementos, que podrían ser un calor extremo, un frío helado, una lluvia torrencial o tormentas eléctricas.

El problema más complicado para los robots voladores será el de los vientos fuertes y los remolinos, que un equipo de investigación, de las universidades de California, Carolina del Norte en Chapel Hill, y Johns Hopkins, en Estados Unidos todas ellas, ha empezado a afrontar mediante el estudio de algunos tipos de polillas.
 

En su estudio pionero, los investigadores hicieron volar a polillas a través de varias formas diferentes de remolinos en una cámara de vórtices, examinando cuidadosamente los mecanismos que usan las polillas para mantener con éxito el control del vuelo.

Los robotistas también deben hallar un modo de reducir la cantidad de energía que los drones necesitan para desplazarse de un sitio a otro. Una estrategia ingeniosa para reducir ese consumo energético es la que ha puesto en práctica un equipo de la Universidad de Sherbrooke en Canadá y la de Stanford en California, Estados Unidos, al crear un robot que salta y vuela planeando.

Inspirado por vertebrados como la ardilla voladora, los veces voladores y las serpientes voladoras, todos los cuales usan sus cuerpos aerodinámicos para alargar la distancia cubierta por sus saltos y obtener así una ventaja estratégica notable cuando, por ejemplo, deben huir de un depredador, el robot saltador y planeador combina un cuerpo en forma de avión con un pie mecánico dotado con un muelle que lo propulsa hacia el aire.

Los investigadores creen que este robot puede ser usado en operaciones de búsqueda y rescate, funcionando con poca energía y ofreciendo una ventaja importante sobre los robots terrestres, al poder avanzar dando saltos por una superficie escarpada por la que sería imposible circular sobre ruedas o incluso caminar sobre patas, y al poder superar obstáculos planeando por encima de ellos.

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