Si alguna vez has pilotado un dron cerca de la línea de flotación de un lago, entonces recuerdas lo nervioso que debes haber estado. Es posible que puedas sacar el dron si se sumerge, pero es probable que tengas que reemplazar la mayoría de sus componentes electrónicos. Sin embargo, estas preocupaciones no se aplican a este nuevo dron diseñado en la Universidad de Beihang, que está en casa nadando bajo el agua y volando en el aire. Además, inspirándose en la naturaleza, el dron tiene una ventosa incorporada que permite que el robot se adhiera a casi cualquier tipo de superficie y tal vez se suba a objetos en movimiento para conservar su preciada energía. El cuadricóptero completamente resistente al agua puede maniobrar fácilmente dentro y fuera del agua como una brisa, siendo capaz de entrar y salir de los dos medios hasta 20 veces por minuto.
Según Li Wen, ingeniero mecánico de la Universidad de Beihang y autor principal del nuevo estudio, las capacidades anfibias del dron se inspiraron en el martín pescador, un ave muy ágil que se sumerge desde el aire, que tiene poca resistencia, en agua de alta resistencia para atrapar presas. El ave se zambulle en el agua sin salpicar nadando primero con el pico y plegando las alas a medida que rompe la superficie del agua. Del mismo modo, las palas del rotor del dron se pliegan y despliegan rápidamente, así como giran a diferentes velocidades, dependiendo de si está en el agua o en el aire.
Pero Wen no solo tenía los ojos puestos en el martín pescador. El diseño del dron también está fuertemente inspirado en el pez rémora, también conocido como pez ventosa. Estos peces con aletas radiadas son los mejores autoestopistas del mar, ya que utilizan una aleta modificada en la cabeza que actúa como una ventosa para adherirse a otros peces que pueden ser hasta 20 veces más grandes que ellos. Sus ventosas son tan poderosas que las rémoras pueden permanecer adheridas a los tiburones e incluso a los delfines cuando saltan fuera del océano.
Previamente, Wen y sus colegas examinaron el tejido en el borde blando de la ventosa de la rémora y encontraron una capa de fibras de colágeno alineadas verticalmente justo debajo de la piel que proporciona elasticidad para maximizar el contacto con otros peces. Estas fibras están dispuestas en crestas alineadas en columnas y filas que se extienden durante la contracción muscular para crear compartimentos de succión más pequeños, lo que refuerza aún más el agarre del pez sobre su huésped.
Armados con este conocimiento, los investigadores de la Universidad de Beihang crearon una réplica artificial de la ventosa de pez remora, que imita el diseño segmentado de goma que puede crear un sello hermético alrededor de una variedad de superficies, ya sean húmedas, secas, lisas o ásperas. Los segmentos se cambian hidráulicamente, mientras que el pez usa contracciones musculares, pero el efecto final es el mismo en ambos casos.
Y al igual que la rémora, el disco de succión se instaló en la “cabeza” del dron sumergible, justo encima. La idea es usar este cabezal de succión para adherirse a un objeto en movimiento, ya sea bajo el agua o en el aire, para ahorrar energía. Mientras está conectado a un robot sumergible, el dron usa solo el 5% de la potencia que normalmente necesita para su propia propulsión. Cuando está conectado a objetos en movimiento en el aire, el dron usa solo el 2% de su potencia.
Por ahora, sin embargo, este dron solo puede operar en aguas poco profundas, a una profundidad máxima de 2,2 m. Más profundo y el dron perderá la comunicación con el controlador fuera del agua, cuyas señales de radio funcionan mal bajo el agua. Sin embargo, el rango podría mejorarse mucho si las señales submarinas se envían a través de ondas acústicas. Si bien es probable que nunca veamos este dron montando en tiburones, ballenas y delfines, sus aplicaciones más inmediatas se encuentran en expediciones de investigación y estudios de vida silvestre, especialmente en entornos remotos.
Los hallazgos aparecieron en la revista Science Robotics.
Fuente: ZME Science.
