Inicio / TECNOLOGIA / “Construimos observando la naturaleza”, dice la creadora de un colibrí robótico

“Construimos observando la naturaleza”, dice la creadora de un colibrí robótico

Pesa 12 gramos y puede volar como los picaflores. Los investigadores usan un sistema de inteligencia artificial para que imite los movimientos del ave. “Tiene movimientos muy similares a los del animal real”, dice la investigadora.

La naturaleza confirma su perfección cada vez que un nuevo desarrollo robótico emula alguno de sus muchos componentes. ¿Cómo se explica que una gran parte de los robots imiten a los humanos y a los animales casi sin modificaciones respecto a los “originales”, pudiendo inyectarles capacidades imposibles para los seres vivos?

El trabajo de Xinyan Deng, profesora de ingeniería mecánica en la Universidad de Purdue, en Indiana, Estados Unidos, ensancha el catálogo de robots bioinspirados. En este caso, la musa es el colibrí.

¿Por qué elegir al picaflor, entre las tantas criaturas de la naturaleza? “Es una especie única, a medio camino entre los insectos y las aves. Se acerca el verano y es posible verlos en tu patio, corriendo y persiguiéndose unos a otros. Pueden flotar como insectos batiendo alas de alta frecuencia y también volar acrobáticamente como las aves al transformar sus alas”, dice Deng en diálogo con TN Tecno.

“La mayoría de las aves no flota, mientras que la mayoría de los insectos no pueden deformar sus alas activamente. Los colibríes pueden hacer ambas cosas. Su vuelo estable y ágil los convierte en pequeñas maravillas de la naturaleza. El colibrí es el animal ideal para estudiar”, sostiene la representante de un equipo multidisciplinario que creó este bichito volador que pesa solamente 12 gramos, igual que un colibrí real.

– ¿Cuándo comenzaron a pensar en Flappy, el robot-colibrí que desarrollan?

– Mi laboratorio ha estado trabajando en la dinámica y el control de vuelo de aleteo durante muchos años. Nuestro trabajo abarca aerodinámica, dinámica y control de vuelo de insectos, así como el diseño de robots bioinspirados.

Específicamente, nuestro trabajo relacionado con los colibríes comenzó hace unos años con una subvención. Empezamos a trabajar junto a un biólogo especialista en colibríes, el profesor Bret Tobalske de la Universidad de Montana, para recopilar datos de vuelos durante varios veranos. Luego, comenzamos a construir robots de colibrí usando los principios que aprendimos de la naturaleza.

– Su equipo de investigación estudió al ave en forma exhaustiva. ¿Qué aprendieron en esas observaciones y cómo las llevaron al robot?

– Como decía, en colaboración con nuestros colaboradores biólogos realizamos experimentos en colibríes durante tres veranos. El ave se pone temporalmente en una cámara de vuelo y usamos tres cámaras de alta velocidad configuradas para capturar su cinemática instantánea de movimiento de aletas y cuerpo.

Deng, en el centro, junto al equipo de investigación de la Universidad de Purdue.

Basándonos en los datos de vuelo extraídos de las cámaras, ideamos un modelo dinámico y estudiamos las estrategias de control de vuelo en diferentes comportamientos de respuesta. Es decir, cómo mueven su cuerpo y alas para lograr cierto rendimiento de vuelo.

– ¿Cómo funciona el sistema de inteligencia artificial que usan para que esta máquina imite el vuelo de los picaflores?

– Se desarrolla a lo largo de la experiencia. Basándonos en el comportamiento del vuelo de escape del colibrí, entrenamos al robot utilizando métodos de aprendizaje automático. El aprendizaje por refuerzo da como resultado una cinemática del movimiento del cuerpo muy similar a la del colibrí real durante la maniobra de escape. Eso lo transferimos al robot para la validación del experimento.

– ¿Qué usos tendrá este robot?

– Principalmente, la capacidad de flotar hace que pueda usarse en espacios pequeños o confinados. Por ejemplo, en búsquedas y rescates en edificios colapsados. También hicimos una versión que pesa menos de 1 gramo: actualmente puede despegar y estamos trabajando en sus controles de vuelo. Estos pequeños robots acceden a espacios incluso más estrechos e incluso se usan en ambientes interiores.

– ¿Cuáles son los próximos desafíos? ¿Tienen pensado poner una batería para que el robot no tenga que volar “atado” a un cable?

– Sí. Estamos probando la batería a bordo y la prueba inicial fue exitosa. Para los robots voladores, un desafío es la densidad de potencia de la batería que limita la duración del tiempo de vuelo al igual que otros drones. El robot pesa 12 gramos sin la batería y puede elevarse con hasta 27 gramos de peso, por lo que definitivamente hay espacio para la batería y otros sensores, como una cámara pequeña, por ejemplo.

Además de colocar las baterías, los siguientes pasos incluyen el equipamiento de sensores adicionales para la navegación. Mientras tanto, también podemos usar este tipo de robots para trabajar como plataformas experimentales a escala en paralelo con los sistemas biológicos y para investigar algunas hipótesis que tenemos sobre el vuelo de los animales.

El cuerpo del robot fue creado con impresoras 3D.

La versión actual de Flappy, tal como la bautizaron, no dispone de cámaras. Sin embargo, puede mapear un sitio usando sus alas. Cuando las mismas chocan contra paredes o columnas, las detecta y traslada a un gráfico.

“El robot puede crear un mapa sin ver lo que lo rodea. Esto sería útil en una situación en la que el robot podría estar buscando víctimas en un lugar oscuro”, explica Deng, que adelanta la posibilidad de, en un futuro, incluir más sistemas de visión en este colibrí, en cuyo interior no corre sangre sino circuitos eléctricos.

Compruebe también

Una herramienta de Facebook permitirá controlar la información personal generada fuera de la red social

Así lo informó la empresa en un comunicado. Cuál es el alcance de la novedad. …

Qué pasó con Tumblr, la red social que terminó en el sótano de Internet

Automattic, matriz de WordPress, la compró por U$S20 millones. En 2013, Yahoo! la había adquirido …

Dejanos tu comentario