¿Podría un mismo par de alas volar y nadar? Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts junto con sus homólogos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, han creado un robot de menos de 300 gramos que es capaz de nadar, romper la superficie del agua y continuar volando.
La unidad tiene como referencia a frailecillos, petreles y otras aves buceadoras. No sería tanto una rareza mecánica, por el contrario, el prototipo podría convertirse en una solución para recoger datos o muestras en zonas peligrosas del mar y regresar con ellos sin necesidad de enviar un barco hasta el punto exacto.
Un robot inspirado en aves buceadoras
Este aparato es conocido como un vehículo aéreo-acuático de alas batientes (FAAV por sus siglas en inglés). Consta de un cuerpo central, dos alas flexibles intercambiables y una cola móvil que le permite ascender y descender, así como guiar la dirección del aparato.
El estudio está encabezado por Raphael Zufferey, profesor asistente de Ingeniería Mecánica en el MIT y director del Laboratorio AURA. El proyecto tuvo su origen en su trabajo postdoctoral en la EPFL en los laboratorios de Dario Floreano y Auke Ijspeert y fue completado en el MIT.
El reto radica en que el agua es aproximadamente mil veces más densa que el aire. De este modo, un ala que funcione bien en un medio puede ralentizarse, deformarse o romperse al ser utilizada en el otro. Por lo tanto, se requiere un diseño que contemple un equilibrio entre flexibilidad y resistencia.
Cómo sale del agua
El cuerpo del robot está formado por una batería y un motor eléctrico impermeable que acciona las alas formadas por membranas delgadas recubiertas por partículas que repelen el agua, mientras que la cola cambia de ángulo para mantener la dirección deseada.
El grupo experimentó con alas de una envergadura de 0,6, 0,8 y 1 metro, primero en una piscina y posteriormente en el lago de Ginebra. Las alas de 0,8 metros proporcionaron el mejor equilibrio, nadando a cerca de 3,6 kilómetros por hora y con una velocidad de vuelo de unos 22 km/h, con un ritmo de alrededor de cinco batidas por segundo.
Para despegar el robot tuvo que inclinarse unos 70 grados. Esto se debe a que esta inclinación evita que las puntas de las alas toquen el agua y pierdan así impulso en el momento de mayor complejidad.
El detalle que marca la diferencia
Ciertas aves, a la hora de despegar desde la superficie, reman con las patas. El robot no lo necesita, puesto que la combinación de alas flexibles, frecuencia de aleteo y posición de la cola genera el suficiente empuje para despegar.
Esa importante mejora sitúa a este nuevo microrrobot FAAV muy por delante de otro microrrobot que Harvard presentó en 2017. Este microrrobot de Harvard requería que se generase y se encendiera un gas combustible que permitiera la salida del agua. Este nuevo diseño hace uso de las alas como modo de propulsión para nadar y dar comienzo al vuelo, aunque se trata, todavía, de un prototipo experimental.
Para qué podría servir
«Nuestra visión ideal es que oceanógrafos, biólogos marinos y comunidades costeras puedan lanzar este robot», dice Zufferey. En el futuro, podría acercarse a un iceberg, examinar un puerto o realizar mediciones cerca de las ballenas y volver con esos datos.
Todavía quedan pruebas fundamentales para asegurar que el vehículo de investigación pueda operar en condiciones reales. Los investigadores están intentando conseguir que las alas giren además de batir, y el objetivo ahora es comprobar su funcionamiento en un mar agitado.
El estudio se ha publicado en Science.
