Un mismo robot para moverse por el aire y bajo el agua Los drones suelen estar especializados en un solo entorno. Algunos vuelan mediante hélices, mientras que otros recorren el fondo marino con propulsores diseñados para vencer la resistencia del agua. Combinar ambos sistemas en un vehículo pequeño resulta complicado porque el agua es unas 1.000 veces más densa que el aire. Un equipo de ingenieros del MIT y la Escuela Politécnica Federal de Lausana —EPFL— ha desarrollado una solución inspirada en aves como los frailecillos, petreles, gaviotas y martines pescadores.
Su creación es capaz de volar, zambullirse, nadar bajo el agua y volver a despegar sin cambiar de mecanismo de propulsión. El prototipo se denomina vehículo aéreo-acuático de alas batientes, o FAAV por sus siglas en inglés. Pesa menos de 300 gramos y está formado por un fuselaje central, dos alas flexibles y una cola orientable. El cuerpo contiene la batería y un motor eléctrico impermeabilizado que acciona las alas mediante un cigüeñal. © MIT Mechanical Engineering Youtube.
Unas alas flexibles que sirven en dos medios opuestos Las alas están fabricadas con membranas delgadas recubiertas con nanopartículas hidrófugas. Este tratamiento ayuda a expulsar el agua y evita que el robot cargue con humedad adicional cuando abandona la superficie. Su flexibilidad también resulta fundamental. Bajo el agua, las alas se deforman para reducir la amplitud de cada movimiento y soportar mejor la resistencia.
En el aire, conservan la rigidez suficiente para producir sustentación. Los investigadores probaron tres tamaños intercambiables: 60, 80 y 100 centímetros de envergadura. El equipo estudió previamente datos de cerca de un centenar de especies de aves buceadoras. Las más pequeñas pueden mover sus alas aproximadamente diez veces por segundo en el aire y unas cuatro veces bajo el agua.
Esa diferencia ayudó a definir las frecuencias de funcionamiento del robot. Durante los ensayos, las alas medianas de 80 centímetros ofrecieron el mejor equilibrio. Aleteando cerca de cinco veces por segundo, el FAAV alcanzó casi un metro por segundo bajo el agua y alrededor de seis metros por segundo durante el vuelo. El secreto para despegar sin utilizar patas Abandonar el agua fue la parte más difícil.
Muchas aves marinas se impulsan con las patas mientras baten las alas para vencer la tensión superficial y ganar velocidad. El robot del MIT no dispone de extremidades, por lo que debía lograr el mismo resultado únicamente mediante sus alas y su cola. Las pruebas realizadas en un tanque y posteriormente en el lago Lemán demostraron que debía orientarse con una inclinación cercana a los 70 grados. Ese ángulo mantiene las puntas de las alas alejadas de la superficie y permite dirigir el empuje hacia arriba.
Con una inclinación mayor, el robot pierde estabilidad y cae hacia atrás. El resultado demuestra que un vehículo robótico puede realizar la transición completa desde el agua hasta el vuelo sin recurrir al movimiento de remado utilizado por numerosos animales. Una herramienta para explorar océanos y lugares remotos El objetivo inicial es comprender mejor cómo las aves adaptan su mecánica a dos entornos con propiedades físicas tan diferentes. Sin embargo, el laboratorio AURA del MIT quiere convertir estos sistemas en herramientas autónomas para estudiar océanos y cursos de agua de forma económica y poco invasiva.
En el futuro, varios robots podrían despegar desde una embarcación o desde la costa, volar hacia un iceberg, un puerto o un grupo de ballenas, sumergirse para tomar mediciones y regresar con los datos. Esto permitiría repetir estudios cada hora en regiones donde enviar un barco científico resulta costoso o peligroso. Antes deberán incorporar giros más precisos, navegación autónoma y resistencia frente al viento y las aguas agitadas. El prototipo ya resolvió una de las transiciones más difíciles.
Ahora tendrá que demostrar que puede repetirla fuera de las condiciones controladas de una prueba. Fuente: Xataka.