Imagina pequeñitas abejas robóticas volando en campos de flores silvestres, y ayudando a las abejas reales a cumplir con su esencial tarea de polinizar. Es la visión de un futuro en la que han estado trabajando durante años los del Laboratorio de Microrobótica de Harvard. Pero hay un obstáculo: hasta ahora, la RoboBee (o RoboAbeja) no lograba posarse suavemente, y se desplomaba.
Los investigadores de Harvard ahora equiparon a su minúscula RoboAbeja con cuatro gráciles apéndices. Se inspiraron en las patas de la típula, esos insectos que parecen mosquitos gigantes o arañas voladoras. Según lo detalla un trabajo publicado el miércoles en Science Robotics el logro de que puedan posarse suavemente hace que las RoboBees estén un paso más cerca de aplicaciones prácticas que hoy parecerían más bien cosas de películas de ciencia ficción, como el monitoreo ambiental, la evaluación de zonas de desastre, la polinización artificial o incluso la manipulación de organismos delicados.
“Antes, si queríamos hacer que se posaran, teníamos que apagar el robot justo encima del suelo y dejar que cayera, rogando que no se rompiera”, dijo en declaraciones de Harvard Christian Chan, estudiante de doctorado de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard.
Fuente de inspiración
Encabezados por Robert Wood, profesor de ingeniería y ciencias aplicadas en Harvard, Chan y sus colegas buscaron inspiración para diseñar nuevamente las patas de las RoboAbejas, y buscaron en la base de datos del Museo de Zoología Comparativa d ela universidad. Finalmente, eligieron la morfología de la típula y diseñaron cuatro patas largas y articuladas, para que pudiera posarse suavemente. Esa actualización también incluyó un controlador mejorado (el cerebro del robot) para que al acercarse a la superficie redujera la velocidad. Con esa combinación lograron el “suave plop”, que describen en su trabajo.
Las anteriores versiones de la RoboBee tenían dificultades para el aterrizaje controlado porque los vórtices de aire generados por el aleteo creaban inestabilidad al acercarse a la superficie del suelo. El problema se conoce como “efecto suelo”, y lo tienen también los helicópteros. Pero en el caso de la RoboAbeja la dificultad era mayor porque pesa una décima parte de un gramo y sus alas extendidas miden 3 centímetros de punta a punta.
“El aterrizaje exitoso de cualquier vehículo volador dependerá de que se minimice la velocidad a medida que se acerca a la superficie antes del impacto, y de que se disipe rápidamente la energía después del impacto”, explicó Nak-seung Patric Hyun, es profesor de post doctorado de Harvard y hoy profesor adjunto de la Facultad de Ingeniería eléctrica y computada en la Universidad Purdue. “Incluso el mínimo aleteo de la RoboAbeja tenía su impacto en el efecto suelo cuando se acercaba a la superficie, y todo puede empeorar tras el impacto por el rebote o el posible tumbado”. Hyun encabezó las pruebas de aterrizaje de la RoboAbeja en superficies sólidas y también sobre hojas de plantas, como si fueran insectos reales.
Las patas como las de la típula y el controlador actualizado también protegen las frágiles partes piezoeléctricas, que equivalen a los músculos del insecto en el diminuto robot. “Las principales dificultades de las partes piezoeléctricas en los microrobots son la fragilidad y la poca resistencia a fracturas. Las patas adecuadas ayudan a proteger esas partes de las fracturas que suceden cuando el aterrizaje es violento”.
El equipo espera dotar a las RoboAbejas de sensores, energía y autonomía de control, que definen como “un santo grial de tres puntas”, que llevaría más cerca de la realidad a este dispositivo con respecto a sus elusivas aplicaciones prácticas.
