Robot colibrí usa inteligencia artificial para ir a donde los drones no pueden

¿Qué puede volar como un pájaro y flotar como un insecto?

Su colibrí amigable del barrio.

Si los drones tuvieran este combo, serían capaces de maniobrar mejor a través de edificios colapsados ​​y otros espacios abarrotados para encontrar víctimas atrapadas.

Investigadores de la Universidad de Purdue han diseñado robots voladores que se comportan como colibríes, entrenados por algoritmos de aprendizaje automático basados ​​en diversas técnicas que el ave usa naturalmente todos los días.

Esto significa que después de aprender de una simulación, el robot “sabe” cómo moverse por sí mismo como lo haría un colibrí, como discernir cuándo realizar una maniobra de escape.

La inteligencia artificial, combinada con alas flexibles, también permite que el robot se enseñe nuevos trucos.

Aunque el robot aún no puede ver, por ejemplo, sensa tocando superficies.

Cada contacto altera una corriente eléctrica, que los investigadores se dieron cuenta de que podían rastrear.

“El robot puede esencialmente crear un mapa sin ver lo que lo rodea.

Esto podría ser útil en una situación en la que el robot podría estar buscando víctimas en un lugar oscuro, y significa un sensor menos para agregar cuando le demos al robot la capacidad de ver”, dijo Xinyan Deng, profesor asociado de ingeniería mecánica en Purdue.

Los drones no pueden hacerse infinitamente más pequeños, debido a la forma en que funciona la aerodinámica convencional.

No podrían generar suficiente sustentación para soportar su peso.

Pero los colibríes no usan la aerodinámica convencional, y sus alas son resistentes.

“La física es simplemente diferente; la aerodinámica es intrínsecamente inestable, con altos ángulos de ataque y gran elevación.

Esto hace posible que existan animales más pequeños y voladores, y también es posible que reduzcamos los alerones de los alas”, dijo Deng.

Los investigadores han intentado durante años descifrar el vuelo de los colibríes para que los robots puedan volar donde los aviones más grandes no pueden.

En 2011, la compañía AeroVironment, encargada por DARPA, una agencia dentro del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, construyó un colibrí robótico que era más pesado que uno real pero no tan rápido, con controles de vuelo tipo helicóptero y maniobrabilidad limitada.

Se requería que un humano estuviera detrás de un control remoto en todo momento.

El grupo de Deng y sus colaboradores estudiaron a los colibríes durante varios veranos en Montana.

Documentaron las maniobras clave de los colibríes, como hacer un giro rápido de 180 grados, y los tradujeron a algoritmos informáticos de los que el robot podía aprender cuando estaba conectado a una simulación.

Un estudio adicional sobre la física de los insectos y los colibríes permitió a los investigadores de Purdue construir robots más pequeños que los colibríes, e incluso tan pequeños como los insectos, sin comprometer la forma en que vuelan.

Cuanto menor es el tamaño, mayor es la frecuencia de aleteo del ala y más eficientemente vuelan, dice Deng.

Los robots tienen cuerpos impresos en 3D, alas de fibra de carbono y membranas cortadas con láser.

Los investigadores han construido un robot colibrí que pesa 12 gramos (el peso del colibrí Magnificent adulto promedio) y otro robot del tamaño de un insecto que pesa 1 gramo.

El robot colibrí puede levantar más de su propio peso, hasta 27 gramos.

Diseñar sus robots con mayor elevación les da a los investigadores más espacio para agregar una batería y tecnología de detección, como una cámara o un GPS.

Actualmente, el robot necesita estar atado a una fuente de energía mientras vuela, pero eso no será por mucho tiempo, dicen los investigadores.

Los robots podrían volar en silencio al igual que lo hace un colibrí real, haciéndolos más ideales para operaciones encubiertas.

Y se mantienen estables a través de la turbulencia, que los investigadores demostraron al probar las alas escaladas dinámicamente en un tanque de aceite.

El robot requiere solo dos motores y puede controlar cada ala independientemente de la otra, que es como los animales voladores realizan maniobras muy ágiles en la naturaleza.

“Un colibrí real tiene múltiples grupos de músculos para hacer movimientos de poder y dirección, pero un robot debe ser lo más ligero posible, para que tenga el máximo rendimiento con un peso mínimo”, dijo Deng.

Los colibríes robóticos no solo ayudarían en las misiones de búsqueda y rescate, sino que también permitirían a los biólogos estudiar de forma más confiable a los colibríes en su entorno natural a través de los sentidos de un robot realista.

“Aprendimos de la biología a construir el robot, y ahora los descubrimientos biológicos pueden suceder con la ayuda adicional de los robots”, dijo Deng.

Fuente: Noticias de la Ciencia