Un robot diminuto capaz de volar y nadar

Ingenieros de la Universidad de Harvard han desarrollado un pequeño dispositivo robótico de menos de tres centímetros capaz de desplazarse a través del aire y del agua.

¿Se imagina un avión capaz de posarse sobre el agua y proseguir su viaje como un submarino? Aunque a escala reducida, esto es lo que han conseguido en la Universidad de Harvard al diseñar un pequeño robot que es capaz de volar y a continuación arrojarse al agua y continuar el viaje a nado. 

Poco a poco lo van consiguiendo. Tras efectuar su primer vuelo en 2012, la capacidad de nadar se aparta ligeramente de la idea original, pero no por ello deja de ser sorprendente. Según los autores, la principal dificultad ha consistido en superar las barreras de diseño de un aparato que sea capaz de moverse tanto en el agua como en el aire. Para volar, son necesarias alas grandes que generen sustentación, mientras que bajo el agua estas mismas causan rozamiento que se opone al movimiento.La robobee (o roboabeja), como la llaman sus creadores, es el fruto del esfuerzo de un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard (EE UU) durante algo más de una década. Querían crear un robot capaz de emular la capacidad de las abejas para volar con precisión, transportar cargas relativamente pesadas y coordinarse con otros individuos en un enjambre. Todo, en un tamaño menor al de un clip de papel y con un peso de menos de 100 miligramos.

“Tras varios estudios teóricos, computacionales y experimentales, nos dimos cuenta de que la mecánica de la propulsión mediante alas es muy parecida tanto en el agua como en el aire”, ha explicado Kevin Chen, autor principal del artículo y estudiante en el Laboratorio de Microrrobótica de Harvard, que se ha inspirado para su trabajo en los frailecillos, unas aves capaces de volar y de bucear para capturar presas bajo el agua. “En ambos casos el ala se mueve adelante y atrás. La única diferencia es la velocidad a la que se mueve”. Chen y sus colaboradores han presentado sus logros en la Conferencia Internacional de Robots y Sistemas Inteligentes, celebrada recientemente en Alemania.

En su estado actual, la roboabejapesa tan solo 80 miligramos y consta de un cuerpo de fibra de carbono en el que se montan los sistemas de control y propulsión. De momento, tanto la energía como las instrucciones de vuelo se le suministran desde una fuente de alimentación y un ordenador externos aunque Chen afirma: “Estamos trabajando en un robot a una escala un poco mayor que sea capaz de transportar su propia batería y sensores. Esperamos que pese unos 250 miligramos y que sea capaz de volar de forma autónoma dentro de un año”. La abeja vuela gracias a dos alas extremadamente delgadas capaces de batir hasta 120 veces por segundo, que resultan invisibles al ojo humano y que se mueven gracias a unos actuadores piezoeléctricos (tiras de cerámica que se contraen o expanden cuando reciben una corriente eléctrica) unidas a unas bisagras de plástico integradas en el cuerpo.

La versión acuática es exactamente la misma que la versión aérea. “La única modificación es que hemos aislado las conexiones eléctricas usando pegamento”. Una vez en el agua, la abeja cambia la velocidad de aleteo de 120 veces por segundo a tan solo nueve. Para cambiar de dirección ajusta el ángulo con el que se mueve el ala, de la misma manera que lo hace cuando está en el aire. Para asegurarse de que no se produzca un cortocircuito, en el ensayo se ha utilizado agua desionizada que no conduce la electricidad.

Eso sí, una vez en el agua la abeja puede nadar, pero no puede volver a despegar porque no es capaz de generar el impulso suficiente. Según Chen, resolver este problema es la siguiente fase del proyecto.

¿Para qué sirve una abeja robot?

El desarrollo de la roboabeja no solo ha servido para estimular el desarrollo tecnológico, sino que sus creadores prevén una multitud de aplicaciones para su criatura. Entre ellas destacan funciones de monitorización medioambiental, misiones de búsqueda en el caso de catástrofes naturales como tsunamis o terremotos, o labores de vigilancia. También, una vez que logren una mejor capacidad de orientación y un vuelo más preciso, contemplan su uso para asistir en la polinización de cultivos.

En cualquier caso, no se trata de para qué puede servir una única roboabeja trabajando sola. Teniendo en cuenta que actualmente el coste en materiales de cada uno de estos pequeños robots es tan solo de unos 10 dólares, será posible crear enjambres de estos dispositivos trabajando de manera coordinada. De este modo serán capaces de realizar sus funciones mucho mejor y más económicamente que utilizando aparatos más costosos en menores cantidades.