Drones capaces de volar con la eficiencia de las aves

Los drones y las aeronaves en general vienen afrontando un dilema que parece imposible de resolver. Los helicópteros y similares son muy maniobrables y pueden permanecer suspendidos en el aire sobre el punto deseado, pero consumen mucha energía. Los aviones y similares no pueden maniobrar tanto ni permanecer suspendidos en el aire, pero su consumo energético es muy inferior.

Ghadeer Elmkaiel y Michael Muehlebach, del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Tubinga, y Syn Schmitt, de la Universidad de Stuttgart, en Alemania ambas instituciones, han creado ahora un dron que vuela con una eficiencia energética parecida a la de los aviones y una maniobrabilidad comparable a la de los helicópteros. Específicamente, el robot emula la notable capacidad de algunas aves para mantenerse volando sin apenas batir las alas, simplemente aprovechando los vientos.

Los creadores del nuevo robot, llamado Floaty, se inspiraron para su diseño en los pájaros que pueden mantenerse en el aire planeando, al aprovechar el viento adoptando en cada caso la postura idónea para sus alas. Al igual que estos animales, Floaty no utiliza hélices para mantenerse en el aire.

Floaty aprovecha el aire ascendente y reorienta rápidamente sus cuatro flaps móviles, controlando así el flujo de aire a su alrededor y modificando la resistencia aerodinámica. Esto le permite a Floaty mantener el equilibrio, incluso si el aire lo empuja lateralmente, sin necesidad de propulsión activa ni de un alto consumo de energía. Su software le permite maniobrar con precisión y mantenerse suspendido en el aire. Puede recuperarse con éxito de perturbaciones del viento y hasta de empujones propinados por objetos sólidos.

El robot Floaty durante una prueba de vuelo, acompañado por Michael Mühlebach (izquierda) y Ghadeer Elmkaiel (derecha). (Foto: MPI-IS / W. Scheible)

El nuevo enfoque tecnológico abre vías alternativas para diseñar robots voladores más eficientes energéticamente y más hábiles en sus maniobras. Floaty demuestra que durante buena parte de su tiempo de vuelo los drones pueden aprovechar el viento de forma inteligente como las aves, en vez de recurrir a motores generadores de empuje, ahorrando así mucha energía y sin perder el control de su vuelo.

Elmkaiel y sus colegas exponen los detalles técnicos de Floaty y de la filosofía de diseño empleada con él en la revista académica npj Robotics, bajo el título “Embodied intelligence for sustainable flight: a soaring robot with active morphological control”. (Fuente: NCYT de Amazings)