Este artículo presenta un avance significativo en la robótica bioinspirada: un robot con forma de mariposa, llamado AirPulse, que pesa tan solo 26 gramos y es capaz de volar de forma autónoma sin necesidad de superficies de control adicionales (como timones o alerones). La investigación, publicada en arXiv, aborda un desafío importante en la robótica: el desarrollo de microvehículos aéreos (FWMAVs) que imiten la agilidad de los insectos, específicamente aquellos que utilizan alas que baten (flapping-wing). Tradicionalmente, los FWMAVs con dos alas y sin cola (una configuración común en mariposas) han sido difíciles de controlar debido a la compleja interacción entre el flujo de aire, la estructura del robot y el movimiento de las alas y el cuerpo.
El AirPulse replica características biomecánicas clave de las mariposas, como una baja relación de aspecto de las alas (es decir, alas cortas y anchas), alas hechas de fibra de carbono flexible y un movimiento de batido de alas de baja frecuencia y alta amplitud. Este último aspecto es crucial porque induce variaciones cíclicas en el centro de gravedad y el momento de inercia del robot, lo que a su vez provoca una ondulación característica del cuerpo. Los investigadores han desarrollado un sistema llamado “Generador de Ritmo Asimétrico de Tiempo de Golpe” (STAR), que permite controlar la asimetría del movimiento de las alas de forma precisa y lineal, facilitando el control del robot. Este sistema mapea los parámetros de batido de las alas con la generación de fuerza y torque, permitiendo un control fino del robot.
El robot utiliza un controlador de actitud que compensa la inestabilidad inherente a este tipo de diseño. Los experimentos de vuelo libre demuestran que el AirPulse puede realizar maniobras como ascender y girar, tanto ajustando el ángulo de inclinación como modificando el tiempo de batido de las alas. Esto representa el primer vuelo controlado autónomo de un robot con estas características, y es un hito importante en el campo de la robótica bioinspirada.
Las aplicaciones potenciales de este tipo de robot son amplias. Su tamaño y maniobrabilidad lo hacen ideal para inspecciones en espacios confinados (como tuberías o edificios) y para el monitoreo ecológico en áreas de difícil acceso para drones convencionales. Además, el estudio del AirPulse puede proporcionar información valiosa sobre los principios físicos que rigen el vuelo errático pero eficiente de las mariposas reales. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la complejidad del sistema de control y la fragilidad de las alas de fibra de carbono pueden limitar su uso en entornos hostiles o para tareas que requieran una gran resistencia.