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Robot volador de 185 mg resiste un matamoscas y vuelve a volar

by Marc Sheridan
Un robot blanco diminuto con alas de película azul transparente flota sujeto a un cable fino sobre hojas verdes, con amapolas rojas y flores violetas detrás.

Le das con el matamoscas, lo aplastas… y vuelve a volar. Ingenieros de UCLA y UC Davis han construido un robot volador que pesa solo 185 miligramos (menos de una quinta parte de un gramo), está hecho por completo de polímeros, una especie de plásticos, y despega de nuevo después de recibir un golpe de matamoscas, según su artículo en Science Robotics.

Por qué importa: los robots voladores diminutos podrían algún día revisar cultivos, medir la contaminación del aire o buscar supervivientes entre escombros. Pero la mayoría son tan frágiles como una pompa de jabón, y un solo choque contra una pared acaba con la misión. Los insectos de verdad se estrellan constantemente y siguen como si nada. Este robot es un paso real para copiar esa dureza.

Sin motor ni engranajes: un «músculo» eléctrico

Muchos voladores diminutos usan una transmisión: pequeñas bisagras y palancas rígidas que convierten una vibración en un aleteo. Piezas rígidas como esas son justo las que suelen romperse en un choque. El equipo de UCLA, dirigido por Qibing Pei junto a Wenzhong Yan como coautor principal, prescindió de ellas.

En su lugar, el «músculo» del robot es una lámina fina de un polímero especial (un ferroeléctrico relajador, por si te gustan las palabras largas) que se estira cuando recibe electricidad, explica Tech Xplore. Esa lámina mueve las alas directamente, sin nada en medio. Menos piezas, menos cosas que se rompen.

Los ingenieros tienen otros trucos para fabricar músculos artificiales diminutos. Uno muy famoso es el nitinol, una «aleación con memoria de forma» de níquel y titanio descubierta en el Laboratorio de Artillería Naval de Estados Unidos hacia 1960 (el nombre junta Ni, Ti y NOL, las siglas en inglés del laboratorio). Si lo doblas en frío, se queda doblado; si lo calientas, sus átomos vuelven a su colocación original y el metal recupera la forma que «recuerda», explica Invention & Technology. Los hilos finos de nitinol funcionan incluso como músculos: una corriente eléctrica los calienta y se acortan, normalmente entre un 2 y un 5 % de su longitud, y se relajan al enfriarse (datos del hilo Flexinol, Tech Briefs). Puede que lleves un poco encima: se usa en los alambres de los aparatos de ortodoncia. Los médicos también lo usan para reparar la aorta, la arteria principal del cuerpo: en una endoprótesis (stent graft), unos anillos de nitinol cosidos a un tubo de tela se comprimen, se introducen por un vaso sanguíneo y se abren solos dentro para reforzar una zona débil y abombada llamada aneurisma (Endovascular Today, protocolo del estudio ENGAGE). Y una vez llegó a mover las alas de un juguete. El robot de UCLA va por otro camino: su músculo de polímero se mueve directamente con la electricidad, no con calor.

Un stent de nitinol sin recubrir: un tubo abierto de finas varillas metálicas plateadas en zigzag con dibujo de rombos, sobre una superficie blanca.
Los stents de nitinol se abren solos una vez dentro del vaso sanguíneo · Ilustración de DIGITAL WOXTER TECHNEWS.

Alas con forma de pequeños conos

Las alas son conos flexibles en lugar de láminas planas. Su forma asimétrica se dobla un poco en cada aleteo, y esa flexión ayuda a empujar el aire hacia abajo para generar sustentación. Como son blandas, también ceden cuando chocan con algo, y el material resiste las arrugas, así que recuperan su forma.

El investigador Wenzhong Yan lo llama «inteligencia mecánica»: un comportamiento listo que va incorporado en el propio material y en su forma, sin que ningún ordenador decida nada.

Las cifras

  • 185 mg en total.
  • Levanta hasta 3 veces su propio peso, suficiente para despegar sin ayuda, según el artículo.
  • Sube a unos 40 cm por segundo de media.
  • Vuelve a volar tras un golpe de matamoscas y sigue funcionando después de quedar aplastado bajo cargas de unas 11.000 veces su propio peso, según Tech Xplore.
Una mano baja un matamoscas rojo hacia un robot blanco diminuto con alas de película azul que flota sobre una mesa blanca, una fracción de segundo antes del golpe.
Sin engranajes rígidos que se rompan: el robot aguanta el golpe · Ilustración de DIGITAL WOXTER TECHNEWS.

Los robots voladores del tamaño de un insecto no son nuevos: el RoboBee de Harvard ya logró un vuelo controlado, publicado en Science en 2013. Lo nuevo aquí es un diseño que aguanta la vida dura de un insecto de verdad.

¿Lo veremos zumbando pronto?

Todavía no. El prototipo actual vuela «con correa»: unos cables finos le llevan la energía desde fuera, y no lleva batería, ni cerebro, ni sensores. Girar, maniobrar y aterrizar también tienen que mejorar. Los próximos objetivos del equipo son un mejor control del vuelo, poder cargar algo de peso y un robot totalmente autónomo, con su propia energía, electrónica y sensores.

La energía es lo difícil a cualquier tamaño. Incluso en tu bolsillo, parte de la energía de una batería se pierde en forma de calor de camino al móvil, como explica nuestra guía de baterías externas y cargadores; meter energía útil en un robot que pesa menos de una quinta parte de un gramo es un rompecabezas mucho más complicado.

Qué viene ahora

Si el equipo consigue añadir energía y control a bordo, los investigadores ven aplicaciones en la vigilancia del medio ambiente, la polinización de cultivos y el rescate en espacios estrechos o peligrosos. Un robot al que no le importan los golpes es un robot que de verdad puedes mandar a un mundo desordenado. Si te gustan los voladores pequeños y listos, descubre cómo un dron con IA y una sola cámara ganó a campeones del mundo.

Un robot blanco diminuto con alas de película azul flota delante de un girasol amarillo en un campo soleado bajo un cielo azul.
Algún día, voladores diminutos como este podrían ayudar a polinizar cultivos · Ilustración de DIGITAL WOXTER TECHNEWS.

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Fuentes

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