Zánganos ágiles del tamaño de un insecto

Los insectos pueden ser notablemente acrobáticos y resistentes en vuelo. Esos rasgos los ayudan a navegar por el mundo aéreo, con ráfagas de viento, obstáculos e incertidumbre general. Los investigadores han desarrollado drones del tamaño de un insecto con destreza y resistencia similares. Los robots aéreos funcionan con una nueva clase de actuador suave que les permite soportar las tribulaciones físicas del vuelo en el mundo real. Los robots algún día podrían ayudar a los humanos polinizando cultivos o realizando inspecciones de maquinaria en espacios reducidos.

Por lo general, los drones requieren espacios abiertos porque no son lo suficientemente ágiles para navegar en espacios confinados ni lo suficientemente robustos para resistir colisiones en una multitud. Los drones muy pequeños requieren una construcción fundamentalmente diferente a la de los más grandes. Los drones grandes suelen funcionar con motores, que pierden eficiencia a medida que se reducen de tamaño. Para los drones del tamaño de un insecto, la alternativa ha sido emplear un actuador pequeño y rígido construido con materiales cerámicos piezoeléctricos. Si bien la cerámica piezoeléctrica permitió que la primera generación de pequeños robots tomara vuelo, son bastante frágiles. Y eso es un problema cuando estás construyendo un robot para imitar a un insecto:los abejorros que se alimentan soportan una colisión aproximadamente una vez por segundo.

El equipo diseñó un pequeño dron más resistente utilizando actuadores blandos en lugar de duros y frágiles. Los actuadores suaves están hechos de delgados cilindros de goma recubiertos con nanotubos de carbono. Cuando se aplica voltaje a los nanotubos de carbono, producen una fuerza electrostática que aprieta y alarga el cilindro de goma. El alargamiento y la contracción repetidos hacen que las alas del dron latan casi 500 veces por segundo, lo que le da al dron una resistencia similar a la de un insecto. Los drones pueden ser golpeados cuando están volando y recuperarse y también pueden realizar maniobras agresivas como saltos mortales en el aire. Los drones pesan 0,6 gramos o aproximadamente la masa de un abejorro grande. El dron se parece un poco a una pequeña cinta de casete con alas, aunque el equipo está trabajando en un nuevo prototipo con forma de libélula.

Debido al cumplimiento inherente de los actuadores suaves, el robot puede chocar con obstáculos de manera segura sin inhibir en gran medida el vuelo. Esta función es adecuada para vuelos en entornos dinámicos y desordenados y podría ser muy útil para cualquier cantidad de aplicaciones del mundo real. Un paso clave hacia esas aplicaciones será desvincular los robots de una fuente de alimentación cableada, lo que actualmente requiere el alto voltaje operativo de los actuadores.

Los mini drones podrían navegar maquinaria compleja para garantizar la seguridad y la funcionalidad; por ejemplo, al inspeccionar un motor de turbina. El dron necesita moverse por un espacio cerrado con una pequeña cámara para comprobar si hay grietas en las placas de la turbina. Otras posibles aplicaciones incluyen la polinización artificial de cultivos o la realización de misiones de búsqueda y rescate después de un desastre.

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