Mark Stone/Universidad de Washington
Científicos de la Universidad de Washington han construido un robot volador sin baterías que estabiliza su descenso cambiando de forma en el aire, un diseño inspirado en el origami, según un artículo reciente publicado en la revista Science Robotics. Estos microvoladores pesan solo 400 miligramos y, si hay una brisa ligera y agradable, pueden viajar a lo largo de un campo de fútbol cuando los deja caer un dron desde una altitud de 40 metros (131 pies).
La robótica en miniatura es un área de investigación muy activa. Por ejemplo, a principios de este año, informamos sobre cómo los ingenieros construyeron un robot blando con la forma de una minifigura de Lego. El robot cambia de forma «fundiéndose» en forma líquida en respuesta a un campo magnético, rezumando entre las barras de su jaula antes de volver a solidificarse en el otro lado, tal como el T-1000 en Terminator 2: El día del juicio final. Ese robot pertenece a una clase conocida como máquinas en miniatura accionadas magnéticamente, típicamente hechas de polímeros blandos (como elastómeros o hidrogeles) incrustados con partículas ferromagnéticas que tienen perfiles de magnetización programados. Este tipo de robots pueden nadar, trepar, rodar, caminar y saltar, además de cambiar de forma simplemente alterando el campo magnético correspondiente.
En cuanto a los robots voladores, en 2017 informamos sobre científicos holandeses que construyeron un robot volador capaz de ejecutar las impresionantes hazañas aerodinámicas de los insectos voladores como las abejas, las libélulas y las moscas de la fruta, particularmente cuando dichos insectos buscan evadir a los depredadores o el movimiento de aplastamiento de los insectos voladores. una mano humana. Aunque el robot era mucho más grande que el insecto promedio, podía flotar y volar en cualquier dirección (arriba, abajo, adelante, atrás y hacia los lados), así como realizar giros inclinados y volteretas de 360 grados, similares a bucles o barriles. rollos. También contaba con una excelente eficiencia energética, capaz de flotar durante cinco minutos o volar más de un kilómetro con una sola carga.
Mark Stone/Universidad de Washington
Este último esfuerzo combina capacidades de vuelo y de cambio de forma en un pequeño microvolador. El equipo de la Universidad de Washington estaba particularmente interesado en construir un microvolador sin baterías que pudiera ser dispersado en lotes por drones, cayendo al suelo y extendiéndose de manera muy similar a las semillas y hojas de las plantas. «Esta capacidad de dispersarse con el viento sin propulsión activa es útil para diseñar microvoladores dispersados por el viento», escribieron los autores, señalando que tales dispositivos serían más pequeños y livianos que los drones. «Equipados con sensores, estos microvoladores podrían automatizar el despliegue de redes de sensores inalámbricos a gran escala para el monitoreo ambiental».
Sin embargo, lograr tanto la actuación como el control en tales microvoladores generalmente requiere incorporar un mecanismo de actuación a bordo, detección a bordo y/o capacidades computacionales para el control, todo lo cual puede agregar un peso considerable al robot resultante, según los autores. Por ejemplo, ha habido diseños anteriores de este tipo de robots con planeadores de ala fija para controlar el descenso, así como diseños inspirados en plantas con semillas giratorias. Las compensaciones fueron motores grandes que consumían mucha energía y requerían baterías pesadas, lo que dio como resultado robots más grandes y pesados.
Los microfliers de la UW están diseñados para llevar pequeños sensores a bordo para monitorear la temperatura, la humedad y otras condiciones ambientales. Cuentan con actuadores sin batería que funcionan con energía solar, un circuito que recolecta la energía solar necesaria y un controlador para activar el cambio de forma. El equipo utilizó un pliegue de origami Miura-ori que se produce en las hojas. «El patrón Miura-ori es una forma de origami rígido, lo que significa que las caras de la estructura no se contorsionan durante el plegado y las deformaciones sólo ocurren a lo largo de líneas de pliegue definidas», escribieron los autores. Esto ahorra requisitos de energía y la falta de deformación en las caras de la estructura facilita la fijación de componentes electrónicos y células solares en esas caras.