Un prototipo de dron que imita las maniobras acrobáticas de una de las aves más rápidas del mundo, la veloz, está siendo desarrollado por un equipo internacional de ingenieros en el último ejemplo de vuelo inspirado biológicamente.
Un equipo de investigación de Singapur, Australia, China y Taiwán ha diseñado un ornitóptero de 26 gramos avión de aleteo que puede volar, lanzarse, deslizarse, frenar y zambullirse como un veloz, haciéndolos más versátiles, más seguros y más silenciosos que eldrones quadcopter existentes.
Con un peso equivalente a dos cucharadas de harina, el dron de aleteo se ha optimizado para volar en entornos desordenados cerca de los humanos, con la capacidad de deslizarse, flotar a muy baja potencia y detenerse rápidamente a altas velocidades, evitando colisiones, todocosas que los quadcopters no pueden hacer.
Dr. Yao-Wei Chin, científico investigador de la Universidad Nacional de Singapur, quien dirigió el proyecto publicado hoy en Ciencia Robótica , dice que el equipo ha diseñado un avión no tripulado de aleteo similar en tamaño a una polilla rápida o grande, que puede realizar algunas maniobras agresivas de vuelo de aves.
"A diferencia de los cuadricópteros comunes que son bastante intrusivos y no muy ágiles, los drones de inspiración biológica podrían usarse con mucho éxito en una variedad de entornos", dice el Dr. Chin.
Las aplicaciones de vigilancia son claras, pero las aplicaciones novedosas incluyen la polinización de granjas verticales interiores sin dañar la vegetación densa, a diferencia de los cuadricópteros de hélice rotatoria cuyas cuchillas corren el riesgo de triturar los cultivos.
Debido a su estabilidad en vientos fuertes, el dron ornitóptero también podría usarse para perseguir a las aves fuera de los aeropuertos, reduciendo el riesgo de que sean absorbidas por los motores a reacción.
El profesor de ingeniería aeroespacial de la Universidad de Australia del Sur UniSA, profesor Javaan Chahl, dice que copiar el diseño de las aves, como los vencejos, es solo una estrategia para mejorar el rendimiento de vuelo de los drones de alas aleteo.
"Existen ornitópteros existentes que pueden volar hacia adelante y hacia atrás, así como circular y planear, pero hasta ahora, no han podido flotar o trepar. Hemos superado estos problemas con nuestro prototipo, logrando el mismo empuje generado poruna hélice ", dice el Dr. Chahl.
"Los triples roles de aleteo de alas para propulsión, elevación y arrastre nos permiten replicar los patrones de vuelo de las aves agresivas mediante un simple control de la cola. Esencialmente, el dron ornitóptero es una combinación de parapente, avión y helicóptero".
Actualmente no se utilizan ornitópteros comercializados para la vigilancia, pero esto podría cambiar con el último avance, afirman los investigadores.
Al mejorar el diseño para que los ornitópteros ahora puedan producir suficiente empuje para flotar y llevar una cámara y los dispositivos electrónicos que lo acompañan, el aleteo del dron podría usarse para el monitoreo de multitudes y tráfico, recolección de información y topografía de bosques y vida silvestre.
"El peso liviano y las alas del ornitóptero que baten lentamente representan menos peligro para el público que los drones quadcopter en caso de un choque y, dado el suficiente empuje y bancos de potencia, podría modificarse para transportar diferentes cargas dependiendo de lo que se requiera,"El Dr. Chin dice.
Un área que requiere más investigación es cómo reaccionarán las aves ante un objeto volador mecánico que se asemeja a su tamaño y forma. Las aves domesticadas pequeñas se asustan fácilmente con los drones, pero se sabe que grandes bandadas y aves mucho más grandes atacan ornitópteros.
Y aunque el avance bio-inspirado es impresionante, estamos muy lejos de replicar el vuelo biológico, dice el Dr. Chin.
"Aunque los ornitópteros son los más cercanos al vuelo biológico con su propulsión de aleteo, las aves y los insectos tienen múltiples conjuntos de músculos que les permiten volar increíblemente rápido, doblar sus alas, girar, abrir ranuras de plumas y ahorrar energía.
"La agilidad de sus alas les permite girar su cuerpo en el aire sin dejar de aletear a diferentes velocidades y ángulos".
"Los rápidos comunes pueden navegar a una velocidad máxima de 31 metros por segundo, equivalente a 112 kilómetros por hora o 90 millas por hora".
"A lo sumo, diría que estamos replicando el 10 por ciento del vuelo biológico", dice.
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