Alrededor de 100 especies de aves, entre ellas colimbos, gaviotas, frailecillos y petreles, se mueven con fluidez entre el aire y el agua: se sumergen para cazar presas y vuelven a despegar para volar. Reproducir ese comportamiento en un robot resultaba especialmente difícil porque el agua es unas 800 veces más densa que el aire, una diferencia que obliga a un mismo mecanismo a lidiar con fuerzas de resistencia completamente distintas según el medio.
Inspirados en esas aves, ingenieros del MIT y de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, diseñaron un robot capaz de nadar bajo el agua y luego aletear para salir de ella y continuar volando, sin usar hélices, patas ni mecanismos de plegado para cambiar de modo.
Cómo es el robot FAAV por dentro
El vehículo, bautizado FAAV por su sigla en inglés (vehículo aéreo acuático de alas batientes), pesa menos de 300 gramos. Su estructura consta de un cuerpo central o fuselaje, dos alas flexibles capaces de aletear y una cola orientable que puede intercambiarse por versiones de distinto tamaño según la misión.
El estudio, liderado por Raphael Zufferey y publicado en la revista Science, describe cómo el equipo probó distintas combinaciones de tamaño de ala, frecuencia de aleteo y ángulo de cola en un tanque de agua y en un lago real, hasta encontrar la configuración que permite al robot pasar de nadar bajo el agua a atravesar la superficie y seguir volando de forma fluida.
Los números que sorprendieron en las pruebas
En los ensayos, el robot alcanzó aproximadamente un metro por segundo bajo el agua y unos seis metros por segundo en vuelo sostenido, con una frecuencia de aleteo cercana a los cinco batidos por segundo, cifras que coinciden con la cinemática observada en las propias aves buceadoras que inspiraron el diseño.
El costo de los materiales del robot ronda los 300 dólares, y el equipo publicó los archivos de diseño de forma abierta, lo que permite a otros laboratorios construir su propia versión con una impresora 3D.
El instante clave: 70 grados para no romperse contra el agua
Uno de los mayores desafíos técnicos fue lograr que el robot atravesara la tensión superficial del agua sin dañar sus alas flexibles en el impacto. La solución fue inclinar el cuerpo unos 70 grados en el momento de la salida, un ángulo que evita que los extremos de las alas golpeen con fuerza contra la superficie durante la transición.
Para qué sirve un robot que vuela y bucea
Según Zufferey, la visión detrás del proyecto es que oceanógrafos, biólogos marinos y comunidades costeras puedan lanzar el robot desde un bote o la orilla, y que este vuele hasta una zona de interés (un iceberg, una instalación portuaria o un grupo de ballenas), se sumerja para tomar una muestra o una medición, y regrese volando a entregar los datos a una fracción del costo de los métodos tradicionales.
El prototipo actual todavía necesita controles autónomos más avanzados y mejor protección contra el agua salada antes de poder operar en el océano abierto, pero su bajo costo y diseño abierto lo convierten en una base accesible para que otros equipos de investigación sigan desarrollando esta clase de vehículos híbridos.
