- Una nueva tecnología permite a los microdrones navegar en entornos sin visión.
- Los microdrones utilizan bigotes artificiales que proporcionan retroalimentación táctil para la navegación.
- Esta tecnología puede aplicarse en múltiples campos, como el rescate y la inspección industrial.
- Los drones con bigotes pueden mapear el entorno en la oscuridad y encontrar salidas.
Una nueva tecnología resuelve uno de los mayores retos de la robótica: cómo lograr que los microdrones ultraligeros naveguen cuando apenas tienen visión. Inspirándose en los roedores que se mueven por oscuras cuevas subterráneas, unos investigadores han desarrollado un marco táctil basado en bigotes que permite a los drones percibir la orientación en espacios complejos. Dos bigotes artificiales inspirados en estos animales, instalados en la parte frontal del microdrone, ofrecen retroalimentación en tiempo real y permiten a la aeronave percibir su posición al entrar en contacto con el entorno. Este compacto montaje aplica la navegación táctil directamente a robots voladores ligeros, sustituyendo a sistemas anteriores que empleaban brazos mecánicos o parachoques.
Salua Hamaza, profesora asociada de Interacción Física Aérea e Inteligencia Robótica en la Universidad Tecnológica de Delft, explica: "Nuestro objetivo es dotar a los drones de una rica percepción táctil, no para la manipulación aérea, sino para un concepto totalmente nuevo de navegación táctil: usar el tacto para explorar y atravesar lo desconocido".
La fuente de inspiración de la navegación con bigotes
El auge de los drones con bigotes se debe a que las ratas y ratones dependen de sus bigotes (o vibrisas) como un sistema de navegación táctil de alta precisión que sustituye a la visión en la oscuridad. En la base de cada bigote se encuentran sensibles terminaciones nerviosas capaces de detectar minúsculas desviaciones, vibraciones y cambios de presión al tocar superficies. Los roedores pueden medir espacios estrechos, percibir paredes cercanas y mapear su entorno moviendo rápidamente los bigotes. Esto les permite desplazarse con rapidez por zonas estrechas y oscuras sin chocar con objetos. Inspirado en esta técnica natural, este desarrollo aborda un reto fundamental de la robótica aérea.
Los robots voladores que pesan más de 100 gramos no pueden transportar pesados sistemas LiDAR ni procesadores de alto consumo energético. Estos microdrones suelen estrellarse en zonas de crisis con baja visibilidad, ya que el polvo, el humo o la oscuridad total inutilizan las cámaras. El tacto lo cambia todo.
Sistema ligero de percepción táctil
Los研究人员研究人员 han creado un sistema de percepción activa en tiempo real al instalar un par de bigotes artificiales flexibles en la parte frontal del dron. En concreto, han desarrollado un sistema de percepción táctil rápido y ligero que permite al dron navegar sin depender de la visión. En la base de cada bigote se sitúan tres micro sensores de presión. Cuando el bigote se flexiona y toca una superficie, estos sensores miden las mínimas variaciones de presión y calculan con rapidez la profundidad y la ubicación del contacto. El mayor reto no consiste solo en percibir las paredes, sino también en filtrar el ruido que genera el propio dron. El flujo de aire de las hélices produce ráfagas de ruido, distorsiones en el aire y deriva.
Para resolver este problema, el equipo de Delft diseñó una canalización de procesamiento ligero que solo necesita 34 KB de memoria para funcionar. El algoritmo descarta de forma continua las turbulencias generadas por el propio dron y deja unos datos de profundidad limpios a escala milimétrica. Chaoxiang Ye, de la Universidad Tecnológica de Delft, afirma: "Queremos demostrar que el sentido del tacto no tiene por qué tener como coste el tamaño ni la capacidad de cálculo".
Potencial de aplicaciones futuras
En ensayos de vuelo, este microdrone navegó por entornos completamente oscuros, mapeó la distribución de habitaciones desconocidas, se desplazó siguiendo los contornos de las superficies y encontró salidas sin ninguna pista visual. Sustituir las cámaras voluminosas por bigotes flexibles permite que los robots autónomos de búsqueda y rescate sean más pequeños, más ligeros y más inteligentes. En el futuro, estos microdrones equipados con bigotes podrían ofrecer ventajas en varios campos exigentes. Por ejemplo, estos robots podrían acceder a edificios derrumbados y llenos de humo en tareas de rescate tras terremotos o incendios, cuando las cámaras visuales y térmicas resultan inutilizables.
Los operadores industriales podrían desplegarlos para inspeccionar defectos estructurales en tuberías estrechas, conductos de ventilación, alcantarillas y minas subterráneas. Esta tecnología también resulta muy adecuada para la exploración espacial, con el fin de navegar por oscuros cráteres lunares y tubos de lava en Marte donde no llega la luz del sol. La investigación se ha publicado en la revista Nature Communications.
Avances en la tecnología de microdrones y perspectivas de aplicación
El avance de esta tecnología radica en aplicar la navegación táctil a los microdrones, resolviendo el problema de la navegación en entornos con baja visibilidad. Tradicionalmente, los drones dependen de sistemas de visión para navegar, pero en ciertas situaciones, como humo o oscuridad, estos sistemas no funcionan correctamente. Al imitar la percepción táctil de los roedores, estos microdrones pueden operar con eficacia en entornos complejos y muestran un amplio potencial de aplicación en campos como el rescate, la inspección y la exploración espacial.