Abejas Robóticas: Investigadores Desarrollan un Robot Volador Omnidireccional Completo

En un hito mundial, investigadores de la Universidad Estatal de Washington (WSU) han diseñado una abeja robótica, llamada Bee++, capaz de vuelo estable en todas las direcciones, incluyendo el intrincado movimiento de torsión conocido como guiñada. Este fascinante avance en el campo de la robótica, permitido por una confluencia de diseño innovador y algoritmos de control complejos, tiene una multitud de aplicaciones potenciales que van desde la polinización artificial hasta el monitoreo ambiental y los esfuerzos de búsqueda y rescate.

El prototipo Bee++, construido con cuatro alas de fibra de carbono y mylar y cuatro actuadores ligeros, cada uno controlando una ala, representa un avance significativo en la robótica. Es el primero de su tipo en lograr los seis grados de movimiento libre observados en insectos voladores. El equipo liderado por Néstor O. Pérez-Arancibia, profesor asociado Flaherty en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU, publicó su investigación en la IEEE Transactions on Robotics y presentó sus hallazgos en la Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Automatización.

“Los investigadores han estado tratando de desarrollar insectos voladores artificiales durante más de 30 años”, dijo Pérez-Arancibia. La creación de estos pequeños robots requiere no solo un diseño único, sino también el desarrollo de controladores avanzados que imiten el funcionamiento de un cerebro de insecto. “Es una mezcla de diseño robótico y control”, agregó, enfatizando la importancia de crear un ‘cerebro artificial’ para estos pequeños robots.

Superar Varias Limitaciones

La primera creación del equipo de WSU fue una abeja robótica de dos alas. Sin embargo, estaba limitada en sus movimientos. Para superar esta limitación, Pérez-Arancibia y sus estudiantes de doctorado construyeron un robot de cuatro alas lo suficientemente ligero como para despegar en 2019. El robot podía ejecutar maniobras complejas, inclinándose y rodando, batiendo sus alas en patrones variados.

La incorporación del control de guiñada, sin embargo, presentó un desafío significativo. “Si no puedes controlar la guiñada, estás muy limitado”, dijo Pérez-Arancibia, explicando que sin ella, los robots giran fuera de control, pierden el enfoque y se estrellan. Enfatizó que todos los grados de movimiento son críticamente importantes para maniobras evasivas o para seguir objetos.

Tomando inspiración de los insectos, el equipo introdujo un diseño en el que las alas baten en un plano inclinado. También aumentaron la frecuencia de batido de las alas de 100 a 160 veces por segundo. “Parte de la solución fue el diseño físico del robot, y también inventamos un nuevo diseño para el controlador — el cerebro que le dice al robot qué hacer”, agregó.

Con un peso de 95 mg y una envergadura de 33 milímetros, el Bee++ es más grande que las abejas reales y actualmente solo es capaz de vuelo autónomo durante unos cinco minutos a la vez. Pero estas limitaciones no han desanimado al equipo. Están trabajando para desarrollar otros tipos de robots insectoides, incluyendo crawlers y striders acuáticos.

El desarrollo de Bee++, una encarnación del valor de la biomimicry y la innovación, ha sido apoyado por varias organizaciones, incluyendo la Fundación Nacional de Ciencia, DARPA, la Fundación WSU y el Club Palouse a través del programa Cougar Cage de WSU. Con este trabajo pionero, el futuro de la robótica se ve brillante, lleno de la promesa de desarrollos aún más innovadores.