{"id":66070,"date":"2024-12-28T21:12:14","date_gmt":"2024-12-29T02:12:14","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=66070"},"modified":"2024-12-28T21:12:16","modified_gmt":"2024-12-29T02:12:16","slug":"alas-inspiradas-en-las-de-los-colibries-detectan-la-direccion-del-viento-con-una-precision-del-99","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/12\/28\/alas-inspiradas-en-las-de-los-colibries-detectan-la-direccion-del-viento-con-una-precision-del-99\/","title":{"rendered":"Alas inspiradas en las de los colibr\u00edes detectan la direcci\u00f3n del viento con una precisi\u00f3n del 99%"},"content":{"rendered":"\n<p>La detecci\u00f3n del viento con inspiraci\u00f3n biol\u00f3gica mediante sensores de tensi\u00f3n en alas flexibles podr\u00eda revolucionar la estrategia de control de vuelo rob\u00f3tico. Investigadores del Instituto de Ciencias de Tokio han desarrollado un m\u00e9todo para detectar la direcci\u00f3n del viento con una precisi\u00f3n del 99% utilizando siete medidores de tensi\u00f3n en el ala batiente y un modelo de red neuronal convolucional. Este avance, inspirado en los receptores de tensi\u00f3n naturales de las aves y los insectos, abre nuevas posibilidades para mejorar el control y la adaptabilidad de los robots a\u00e9reos con alas batientes en condiciones de viento variables.<\/p>\n\n\n\n<p>Los insectos voladores y las aves poseen receptores mec\u00e1nicos en sus alas que recogen datos sensoriales de tensi\u00f3n, presumiblemente ayudando a su control de vuelo. Estos receptores posiblemente detecten cambios en el viento, el movimiento del cuerpo y las condiciones ambientales, lo que permite ajustes de respuesta durante el vuelo. Inspirados por esta ala natural con receptores de tensi\u00f3n, los investigadores est\u00e1n explorando c\u00f3mo la detecci\u00f3n de tensi\u00f3n del ala podr\u00eda extraer informaci\u00f3n del flujo circundante utilizando un robot de aleteo biomim\u00e9tico. En un estudio publicado en Advanced Intelligent Systems el 11 de noviembre de 2024, investigadores del Instituto de Ciencias de Tokio, dirigidos por el profesor asociado Hiroto Tanaka, investigan el uso de sensores de tensi\u00f3n en alas flexibles que imitan a los colibr\u00edes para detectar con precisi\u00f3n las direcciones del flujo durante el aleteo atado en un t\u00fanel de viento que simula el vuelo estacionario en condiciones de viento suave.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Los robots a\u00e9reos peque\u00f1os no pueden permitirse el lujo de contar con aparatos de detecci\u00f3n de flujo convencionales debido a las severas limitaciones de peso y tama\u00f1o. Por lo tanto, ser\u00eda beneficioso si se pudiera utilizar una simple detecci\u00f3n de tensi\u00f3n de las alas para reconocer directamente las condiciones del flujo sin dispositivos dedicados adicionales&#8221;, dice Tanaka.<\/p>\n\n\n\n<p>Los investigadores colocaron siete medidores de tensi\u00f3n, que son elementos comerciales de bajo costo ampliamente utilizados, en una estructura de ala flexible que imita las alas de los colibr\u00edes. Estas alas estaban compuestas por ejes c\u00f3nicos que sosten\u00edan una pel\u00edcula de ala similar a la estructura de las alas naturales.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/image-94-1024x282.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-66074\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Vista posterior del mecanismo de aleteo el\u00e9ctrico que imita al del colibr\u00ed. Cr\u00e9dito: Advanced Intelligent Systems (2024). DOI: 10.1002\/aisy.202400473.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Las alas estaban unidas a un mecanismo de aleteo impulsado por un motor de CC a trav\u00e9s de un mecanismo de yugo escoc\u00e9s y engranajes reductores, que generaban un movimiento de aleteo de ida y vuelta, a una velocidad de 12 ciclos por segundo. Los investigadores aplicaron un viento muy d\u00e9bil de 0,8 m\/s al mecanismo en un t\u00fanel de viento. La tensi\u00f3n del ala se midi\u00f3 durante el aleteo en siete direcciones de viento diferentes (0\u00b0, 15\u00b0, 30\u00b0, 45\u00b0, 60\u00b0, 75\u00b0 y 90\u00b0) y una condici\u00f3n sin viento. Se utiliz\u00f3 un modelo de red neuronal convolucional (CNN) para el aprendizaje autom\u00e1tico de los datos de tensi\u00f3n para clasificar estas condiciones de viento.<\/p>\n\n\n\n<p>Como resultado, se logr\u00f3 una alta precisi\u00f3n de clasificaci\u00f3n del 99,5% utilizando los datos de tensi\u00f3n con la duraci\u00f3n de un ciclo de aleteo. Incluso con una duraci\u00f3n de datos m\u00e1s corta de 0,2 ciclos de aleteo, la precisi\u00f3n de la clasificaci\u00f3n se mantuvo alta en un 85,2%.<\/p>\n\n\n\n<p>Usando solo uno de los extens\u00f3metros, la precisi\u00f3n de la clasificaci\u00f3n tambi\u00e9n fue alta, oscilando entre el 95,2% y el 98,8% con una duraci\u00f3n de datos de un ciclo de aleteo, mientras que la precisi\u00f3n de la clasificaci\u00f3n se redujo dr\u00e1sticamente al 65,6% o menos con los datos cortos de 0,2 ciclos. Estos resultados sugieren que la detecci\u00f3n de la tensi\u00f3n de las alas en m\u00faltiples ubicaciones puede permitir el reconocimiento de la direcci\u00f3n del viento con alta precisi\u00f3n en tan solo 0,2 ciclos de aleteo.<\/p>\n\n\n\n<p>Al eliminar los ejes de las alas internas, la precisi\u00f3n de la clasificaci\u00f3n disminuy\u00f3. El grado de disminuci\u00f3n fue del 4,4% con datos de 0,2 ciclos y del 0,5% con datos de 1 ciclo cuando se utilizaron todos los extens\u00f3metros, respectivamente. Adem\u00e1s, cuando se utiliz\u00f3 solo un extens\u00f3metro, la disminuci\u00f3n fue en promedio del 7,2 % para los datos de 1 ciclo y del 6% para los datos de 0,2 ciclos. Estos resultados sugieren que las estructuras biomim\u00e9ticas de los ejes de las alas mejoran las capacidades de detecci\u00f3n del viento de las alas.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Este estudio contribuye a la creciente comprensi\u00f3n de que las aves y los insectos que planean pueden percibir el viento de manera sensible a trav\u00e9s de la detecci\u00f3n de la tensi\u00f3n de sus alas batientes, lo que ser\u00eda beneficioso para un control de vuelo receptivo. Se puede implementar un sistema similar en robots a\u00e9reos biomim\u00e9ticos con alas batientes utilizando extens\u00f3metros simples&#8221;, concluye Tanaka.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/techxplore.com\/news\/2024-12-hummingbird-biomimetic-flexible-wing.html\">Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La detecci\u00f3n del viento con inspiraci\u00f3n biol\u00f3gica mediante sensores de tensi\u00f3n en alas flexibles podr\u00eda revolucionar la estrategia de control de vuelo rob\u00f3tico. 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