Las abejas son increíbles. Vuelan con tanta eficacia que un grupo de investigadores decidió desarrollar pequeños robots voladores que pudieran realizar la polinización artificial, entre otras acciones, basándose en estos insectos.

Investigadores de la Universidad Estatal de Washington (EE.UU.) crearon una abeja robótica capaz de volar en todas direcciones. Con cuatro alas de fibra de carbono y mylar y cuatro ligeros activadores para controlar cada ala, el prototipo Bee++ es el primero que vuela de forma estable en todas direcciones. Eso incluye el complicado movimiento de torsión conocido como guiñada, con el que el Bee++ alcanza plenamente los seis grados de libertad de movimiento que exhibe un insecto volador típico.

Pero para conseguir que los diminutos robots despeguen y aterricen, fue necesario desarrollar controladores que actuaran como el cerebro de un insecto.

“El control es muy matemático, y se diseña una especie de cerebro artificial. Algunos lo llaman la tecnología oculta, pero sin esos simples cerebros, nada funcionaría”, explica a Metro Néstor O. Pérez-Arancibia, autor principal de la investigación y profesor asociado Flaherty en la Facultad de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la WSU.

Para que su robot pudiera girar de forma controlada, los investigadores tomaron ejemplo de los insectos y movieron las alas para que aletearan en un plano inclinado. También aumentaron el número de veces por segundo que el robot puede batir las alas: de 100 a 160 veces por segundo.

“Parte de la solución fue el diseño físico del robot, y también inventamos un nuevo diseño para el controlador, el cerebro que le dice al robot lo que tiene que hacer”, explica Pérez-Arancibia.

Con un peso de 95 mg y una envergadura de 33 milímetros, la Bee++ sigue siendo más grande que las abejas reales, que pesan unos 10 miligramos. A diferencia de los insectos reales, sólo puede volar de forma autónoma durante unos cinco minutos seguidos, por lo que la mayor parte del tiempo está atada a una fuente de energía mediante un cable. Los investigadores también trabajan en el desarrollo de otros tipos de insectos robot, como orugas y zancudos acuáticos.

“Las abejas son unas de las voladoras más ágiles y rápidas de la naturaleza”.

—  Néstor O. Pérez-Arancibia, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la WSU

Aplicaciones de Bee++

Algunas anticipadas del robot incluyen:

1.- Polinización artificial

2.- Búsqueda y rescate

3.- Monitorización medioambiental

4.- Vigilancia

5.- Control del tráfico

6.- Aplicaciones militares

Entrevista

Néstor O. Pérez-Arancibia,

Profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la WSU

P: ¿Por qué se inspiró en las abejas para desarrollar este robot?

- Las abejas son unas de las voladoras más ágiles y rápidas (longitudes corporales por segundo) de la naturaleza. Por eso, comprender sus mecanismos de vuelo es muy útil para desarrollar insectos artificiales.

P: Háblenos de los controladores que actúan como el cerebro de un insecto.

- Los controladores utilizan un método de procesamiento de señales conocido como retroalimentación. El usuario define a priori una trayectoria deseada de seis grados de libertad, conocida como referencia. Luego, en tiempo real, se minimiza el error entre la referencia y el estado medido del robot (posición y orientación del robot).

P: ¿Cuáles son las principales características de este robot?

- Tiene cuatro alas y cuatro accionadores. Se trata del único insecto artificial volador a escala milimétrica con esta característica desarrollado hasta la fecha. Gracias a su diseño de carrera inclinada, puede generar suficiente yaw torque para un control sostenido y estable de este grado de libertad. Además, gracias a su capacidad para aletear a frecuencias de hasta 160 Hz (veces por segundo), genera fuerzas lo bastante grandes para un control estable y sostenido de sus seis grados de libertad.

P: ¿Qué futuro le espera a este robot?

- Pronto, gracias al desarrollo de nuevas tecnologías de actuación, estos robots serán totalmente autónomos desde el punto de vista de la potencia. En ese momento, las aplicaciones de Bee++ serán una realidad.