Un equipo de investigadores del MIT ha logrado construir un dron con el tamaño y la agilidad de un mosquito, algo impensable hasta ahora. Según sus creaciones, sus alas compuestas por cilindros de goma elástica permiten a estos aparatos aletear hasta 500 veces segundo, así como resistir choques contra elementos del entorno
No falla: es oír su zumbido y automáticamente despertar en nosotros un sentimiento de rabia que nos impulsa a emprender una cruzada contra aquel que amenaza nuestra integridad física con sus picaduras. Pero una cosa es decirlo y otra cosa es hacerlo, porque la realidad demuestra que los mosquitos son excelentes acróbatas aéreos capaces de esquivar la mayoría de nuestras acometidas.
De hecho, el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT, por sus siglas en inglés) señala que precisamente esa agilidad y robustez les ha conferido a los mosquitos casi el don de la eternidad: “Pueden volar en entornos arbolados realizando increíbles maniobras con las que evitan choques con otros insectos y estrategias de escape rápida. Así han podido sobrevivir casi sin cambios desde el Cretácico”.
Por ese mismo motivo, Kevin Yufeng Chen, miembro del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de esa misma institución, decidió utilizarlos como inspiración para desarrollar unos drones “con una destreza y resistencia sin precedentes” del tamaño de un insecto, demostrando así que a veces la naturaleza es capaz de brindarnos muchas de las soluciones a nuestros problemas actuales.
Como norma general, los drones actuales requieren de espacios abiertos para ser pilotados con soltura debido a sus dificultades para volar en sitios reducidos y, sobre todo, por la fragilidad que muestran ante las colisiones.
«Si observamos la mayoría de los drones hoy en día, suelen ser bastante grandes y la mayoría de sus aplicaciones implican volar al aire libre. La pregunta es: ¿se pueden crear robots a escala de insectos que puedan moverse en espacios muy complejos y desordenados?», expone Yufeng Chen en un comunicado del MIT.
Fabricar drones de tamaños reducidos implica que sus motores vean perdida su eficacia al verse necesariamente encogidos, de ahí que Yufeng Chen entiese que había que buscar otra alternativa distinta a la actual basada en el empleo de un actuador pequeño y rígido construido con materiales cerámicos piezoeléctricos.
Si bien esa cerámica permitió el vuelo en los primeros drones más pequeños, no resolvió el problema de su fragilidad. En este sentido, Chen diseñó un dron diminuto más resistente utilizando actuadores suaves en lugar de duros y frágiles.
Los actuadores blandos están hechos de cilindros de goma delgados recubiertos de nanotubos de carbono. Cuando se aplica voltaje a los nanotubos de carbono, estos producen una fuerza electrostática que aprieta y alarga el cilindro de goma. El alargamiento y la contracción repetidos hacen que las alas del dron se muevan rápidamente.
Según el MIT, estos actuadores pueden aletear casi 500 veces por segundo, lo que le da al dron una resistencia y peso similar al de un insecto, ya que este dron tiene el mismo peso que un abejorro, es decir, unos 0,6 gramos: “Este dron de forma cuadriculada puede recuperarse de cualquier golpe a la par que hace maniobras agresivas en el aire”, señala el experto.
Para Farrell Helbling, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Cornell, que no participó en la investigación, lograr hacer volar un dron de estas magnitudes es “una hazaña impresionante, que añade que esto da allana el camino hacia la desvinculación de una fuente de energía cableada.
«Estoy emocionado de ver cómo los autores reducirán el voltaje operativo para que algún día puedan lograr un vuelo sin ataduras en entornos del mundo real», subraya Farrell Helbling.
La construcción de robots con forma de insectos puede proporcionar una ventana a la biología y la física del vuelo de los insectos, una vieja vía de investigación para los científicos de todo el mundo. El trabajo de Chen aborda estas cuestiones mediante una especie de ingeniería inversa.
«Si quieres aprender cómo vuelan los insectos, es muy instructivo construir un modelo de robot a escala», dice. «Puede perturbar algunas cosas y ver cómo afecta la cinemática o cómo cambian las fuerzas de los fluidos. Eso le ayudará a comprender cómo vuelan esas cosas».
Una de las aplicaciones que el investigador prevé para sus drones es el análisis de maquinaria compleja, como una turbina, la polinización artificial o completar misiones de búsqueda y rescate después de un desastre. “A veces, lo más grande no es mejor”, concluye.
