Inspirándose en la humilde abeja, investigadores de robótica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han diseñado un robot aéreo del tamaño de un insecto con un sistema de alas rediseñado que puede volar hasta 1.000 segundos, 100 veces más que cualquier robot similar que hayamos visto en el pasado.
Con un peso inferior a un gramo, los robots tienen alas que pueden batir, no sólo prolongando su tiempo de vuelo sino también aumentando su agilidad, suficiente para hacer saltos mortales y trazar el símbolo del infinito en el aire. Su velocidad promedio es de 11,8 pulgadas por segundo (30 centímetros por segundo), que es más rápida que la de las moscas de la fruta.
El microrobot es importante porque podría proporcionar una forma precisa de polinizar artificialmente plantas en almacenes de varios pisos, permitiendo el cultivo a gran escala de frutas y verduras en interiores y reduciendo la necesidad de grandes tierras de cultivo.
En los últimos años, el número de abejas ha disminuido en millones o incluso miles de millones en todo el mundo debido a los duros efectos de los pesticidas y la pérdida de hábitat. Una encuesta reciente realizada este año encontró que más de 200 apicultores comerciales en los Estados Unidos informaron una pérdida promedio de más del 50% de sus poblaciones de abejas, con un impacto económico estimado de más de $139 millones.
Entonces, ¿cómo se puede construir un mejor robot abeja? El diseño anterior tenía ocho alas dispuestas en juegos de dos. Se descubrió que las alas estaban dispuestas de tal manera que soplaban aire entre sí mientras aleteaban, reduciendo la sustentación.
El equipo actualizó su enfoque, reduciendo el número de alas de ocho a cuatro. Esto no sólo estabiliza las alas y mejora su capacidad para levantar la subrutina del suelo, sino que también libera espacio para más componentes electrónicos.
Las alas están conectadas a actuadores ensamblados con precisión que actúan como músculos artificiales para generar energía y hacer que las alas se agiten.
Los actuadores blandos utilizados en estas alas están hechos de capas de elastómero intercaladas entre finos electrodos de nanotubos de carbono enrollados en un cilindro, una especie de músculo artificial. Cuando estos músculos se comprimen y alargan rápidamente, crean una fuerza mecánica que hace que las alas se agiten.
Cada robot cabe dentro de un área cuadrada de 1,575 pulgadas y tiene sólo cuatro alas en lugar de las ocho comunes en los diseños de microrobots anteriores.
El diseño mejorado garantiza que estos músculos artificiales experimenten menos tensión durante los movimientos de alta frecuencia. Además, la bisagra se ha alargado para soportar mejor la presión del aleteo. Cada robot se puede colocar en un espacio cuadrado de 4 cm x 4 cm (1,575 x 1,575 pulgadas).
Los microrobots rediseñados ya son capaces de realizar saltos mortales y seguir trayectorias precisas, como las letras M-I-T que se ven en tomas de exposición múltiple.
Estos cambios permiten que el microrobot vuele hasta 17 minutos a la vez mientras se mueve más rápido que cualquier diseño anterior y realiza giros corporales y dobles saltos mortales. Esto significa que pueden cubrir eficazmente las rutas de vuelo previstas y realizar maniobras precisas.
Estos robots algún día podrían ayudar en la tarea que tradicionalmente realizan las abejas de polinizar plantas para cultivar frutas y verduras
Los investigadores creen que hay margen para seguir mejorando estos microaviones: utilizar nuevos diseños para ampliar el tiempo de vuelo a 10.000 segundos; instalar baterías y sensores en el espacio liberado al reducir el número de alas; y mejorar la precisión del vuelo para que puedan despegar y aterrizar desde el centro de las flores. Esto permite una variedad de aplicaciones fuera del laboratorio, incluida la polinización mecánica en granjas verticales.