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Los microrobots voladores, tanto si utilizan alas como hélices, pueden acceder
a una amplia gama de lugares, incluidos espacios reducidos como el interior de
plantas industriales y edificios derrumbados, y ofrecen una gran
maniobrabilidad y tolerancia a las perturbaciones. Sin embargo, la mayoría de
los robots voladores actuales utilizan motores, engranajes y otros complejos
sistemas de transmisión para conseguir el movimiento ascendente y descendente
de las alas. Esto ha añadido complejidad, peso y efectos dinámicos no
deseados.
Ahora, inspirándose en las abejas y otros insectos
voladores, los ingenieros de la Universidad de Bristol han desarrollado un
pequeño robot volador que puede batir sus alas con más eficacia que un
insecto, gracias al nuevo método de cremallera electromecánica. El nuevo robot
utiliza un sistema de músculos artificiales, llamado Actuador de Cremallera
Ampliado por Líquido (LAZA), para robots autónomos de alas batientes que
consiguen el movimiento de las alas sin utilizar piezas giratorias ni
engranajes. El sistema LAZA simplifica enormemente el mecanismo de aleteo, lo
que permitirá la futura miniaturización de los robots con aleteo hasta el
tamaño de los insectos.
El sistema induce el movimiento de las alas
mediante la aplicación directa de fuerzas electrostáticas amplificadas por
líquido en la raíz del ala. Cada ala está formada por un electrodo que
sobresale entre otros dos más pequeños en la base. La aplicación de alto
voltaje induce fuerzas electrostáticas variables en el tiempo directamente en
la raíz del ala, generando un movimiento de aleteo controlable del electrodo
del anillo.
Según los investigadores, un par de alas batientes con polvo
de LAZA pueden proporcionar más potencia que un músculo de insecto del mismo
peso, suficiente para hacer volar un robot por una habitación a 18 longitudes
corporales por segundo (2,5 km/h). También demostraron que la LAZA podía
proporcionar un aleteo constante durante más de un millón de ciclos, lo que es
importante para fabricar robots con aleteo que puedan realizar vuelos de larga
distancia.
"Con el LAZA, aplicamos las fuerzas electrostáticas
directamente en el ala, en lugar de hacerlo a través de un sistema de
transmisión complejo e ineficiente. Esto permite mejorar el rendimiento y
simplificar el diseño, y abrirá una nueva clase de microvehículos aéreos de
bajo coste y ligeros para futuras aplicaciones, como la inspección autónoma de
turbinas eólicas en alta mar", afirma el Dr. Tim Helps, autor principal y
desarrollador del sistema LAZA.
Este nuevo avance podría allanar el camino a micro robots voladores más pequeños, ligeros y eficaces para la vigilancia del medio ambiente, la búsqueda y el rescate, y el despliegue en entornos peligrosos.
Fuentes, créditos y referencias:
Tim Helps et al, Liquid-amplified zipping actuators for micro air vehicles with transmission-free flapping, Science Robotics (2022). DOI: 10.1126/scirobotics.abi8189. www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abi8189
Fuente: Universidad de Bristol