Construyen dron que busca corrientes de aire como un ave, ahorrando energía

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Para diseñar un dron que vuele eficientemente, ¿qué mejor inspiración que las aves?

Investigadores de los Países Bajos dicen que, al imitar las técnicas de las criaturas voladoras de la naturaleza, han diseñado un dron alado que puede volar casi sin esfuerzo en comparación con sus pares, y casi nunca requiere un vuelo motorizado para mantenerse en el aire.

Según su estudio aún por revisar por pares, su dron con forma de pájaro, que pesaba aproximadamente 1,5 libras, solo necesitaba usar sus hélices el 0,25 por ciento del tiempo que pasaba flotando en un túnel de viento, en comparación con el 38 por ciento necesario para un vuelo normal.

Dicho de otra manera, eso es poco más de 150 veces menos el uso del acelerador motorizado, un aumento bastante considerable en la eficiencia.

Los investigadores llaman a esta forma específica de vuelo “vuelo orográfico“.

Esencialmente, lo que hacen los pájaros para elevarse: cabalgar sobre una corriente de viento ascendente y mantener una posición estable, descendiendo al ritmo justo.

Imitar la compleja mecánica de la biología rara vez es fácil. Aves como el cóndor han convertido el vuelo en un arte, y se ha observado a uno volando durante más de cinco horas sin batir las alas ni una sola vez.

En comparación, los drones de consumo de alta calidad pueden volar tal vez media hora seguida.

Almacenar suficiente energía para una producción constante de las hélices (o “resistencia de vuelo“) es el peor enemigo del diseñador de drones.

Más allá de eso, la mayor ventaja que tienen las aves sobre las máquinas es una comprensión intuitiva del viento, capaz de aprovechar las ráfagas como lo hace un capitán con las velas de su goleta.

Esta ventaja intuitiva fue el punto de atención de los investigadores, quienes diseñaron un algoritmo autónomo para ajustar el dron que controla a los vientos cambiantes.

El algoritmo capta su entorno aéreo a través de un conjunto de sensores, incluido uno para la velocidad del aire, un sistema GPS y una cámara.

“Cuando el campo de viento cambia, se adapta al entorno y cambia su posición de forma autónoma“, dijo el autor principal del estudio, Sunyou Hwang, ingeniero aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos.

“Siempre trata de encontrar una nueva posición si su posición actual no funciona; es muy flexible“.

Aunque los tiempos de vuelo logrados aquí no fueron superiores a 30 minutos, sigue siendo una duración impresionante por lo simple que era el dron y por lo poca propulsión e intervención que se necesitaba.

Sin embargo, el dron tendrá que prepararse más allá de un túnel de viento.

Jonathan Aitken, profesor de sistemas y control automático en la Universidad de Sheffield, dijo que los resultados son prometedores para su uso en pequeños drones, pero el algoritmo deberá responder más rápido para mantenerse al día con los vientos del mundo real.

Fuente: arXiv