Crean un robot que puede volar y nadar como un ave buceadora: el método para explorar ecosistemas oceánicos

Una noticia relevante se está gestando en la escena internacional. Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne en Suiza han diseñado un robot capaz de nadar bajo el agua y luego salir a la superficie para volar por el aire, imitando el comportamiento de las aves que se zambullen. Este avance combina la robótica y el estudio de la mecánica animal y podría abrir nuevas posibilidades para el desarrollo de drones y vehículos dedicados a la exploración del océano. Hay aproximadamente un centenar de especies de aves, como colimbos, gaviotas, frailecillos, cormoranes, petreles y martines pescadores, que usan las alas para volar y para nadar o bucear.

Estudiar esos movimientos en animales vivos resulta difícil, y las simulaciones por ordenador no logran reproducir con precisión la interacción entre el aleteo, las fuerzas y el paso del agua al aire. El trabajo se publicó en Science. Raphael Zufferey autor principal del estudio y profesor adjunto de ingeniería mecánica en el MIT, explicó que los modelos robóticos ofrecen una alternativa útil porque se rigen por los mismos principios físicos que los animales.

Los detalles

También permiten controlar con precisión el diseño y el movimiento del sistema. Cómo está diseñado el robot inspirado en aves buceadorasEl vehículo aéreo-acuático de alas batientes, o FAAV, pesa unos 250 gramos. Tiene un fuselaje aerodinámico, dos alas de membrana flexibles, una cola móvil y electrónica integrada en una estructura impermeable y sin cables.

El equipo revisó literatura científica y recopiló datos sobre aves buceadoras para ajustar el robot a frecuencias de aleteo comparables a las de especies reales. Según esos datos, las aves pequeñas pueden aletear unas 10 veces por segundo en vuelo y unas cuatro bajo el agua, mientras las más grandes lo hacen con una frecuencia algo menor en ambos medios. Las alas están hechas con membranas finas recubiertas para repeler el agua, y la cola puede cambiar de ángulo para ayudar en el ascenso o el descenso.

Los investigadores también fabricaron piezas intercambiables para modificar el tamaño de las alas. Qué revelaron las pruebas en agua y en aireLos ensayos se hicieron con tres juegos de alas: pequeñas de 60 centímetros, medianas de 80 centímetros y grandes de 100 centímetros. El equipo probó el robot en un tanque de agua y en el lago Lemán, en Suiza, tras colocarlo a medio metro de profundidad y programar la frecuencia del aleteo y la inclinación de la cola.

Qué dicen los expertos

Los investigadores comprobaron que el aparato podía nadar, volar y pasar de un medio a otro de forma fiable con alas medianas. También concluyeron que la flexibilidad de las alas es determinante, porque deben ceder lo suficiente en el agua y mantener la firmeza necesaria para sostener el vuelo. El robot alcanzó casi 1 metro por segundo bajo el agua con una frecuencia de unos 5 hercios.

En el aire llegó a unos 6 metros por segundo con una frecuencia similar, en valores comparables a los de aves buceadoras reales. Para completar la salida del agua, el robot tuvo que inclinarse 70 grados. Ese ángulo evita que las puntas de las alas toquen la superficie al elevarse, mientras una inclinación mayor lo hacía caer de nuevo al agua.

El equipo también observó que el prototipo podía despegar sin patas. Zufferey lo resumió así: “Si observamos a las aves, la mayoría necesita remar en la superficie para despegar. La pregunta era: ¿necesitamos lo mismo para los robots?

El tema se ha convertido en uno de los puntos más destacados de la agenda mundial.