Inspirado en la mariposa monarca: nuevos alerones robóticos

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Las mariposas monarca americanas pueden volar aparentemente sin esfuerzo miles de kilómetros. Esto ha inspirado a investigadores en Alemania a desarrollar alas novedosas para drones y hasta pequeños robots para operaciones mínimamente invasivas.

Tan delicadas como parecen flotando en el viento, las mariposas son criaturas fascinantes. Algunas especies no temen las distancias, los mares y las alturas, para llegar, por ejemplo, desde el norte de África hasta Alemania. La más estudiada es la mariposa monarca con su distintivo dibujo de alas naranja y negro. Algunos ejemplares de esta mariposa migratoria pueden volar hasta 3.600 kilómetros en Norteamérica.

Estas «reales» criaturas, lamentablemente en peligro de extinción, logran esto gracias a sus alas únicas, que les permiten volar tanto activa como pasivamente. Científicos de la Universidad Técnica de Darmstadt y del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf quisieron copiar esto y ahora han tenido éxito, según Industry of Things.

Movimiento mediante campos magnéticos externos

Oliver Gutfleisch, profesor de ciencia de materiales en Darmstadt, y Denys Makarov en Dresde han logrado fabricar un ala de solo unos 0,75 milímetros de grosor de plástico flexible y han incrustado partículas magnéticas. Mediante campos magnéticos externos, las alas obtienen así sustentación y la posibilidad de moverse hacia adelante.

Un desafío fue la estructura extremadamente delgada de las alas fabricadas con impresión 3D, de las cuales inicialmente se crearon doce diseños para imitar las estructuras de las venas de las alas de las mariposas monarca.

En una combinación de análisis de elementos finitos (FEM) y experimentos, se trataba de averiguar cómo afectaban los patrones a la movilidad y eficiencia de las alas. Se demostró que las alas más grandes con estructuras de venas eran más flexibles, menos sensibles y más adaptables.

Posibilidades de aplicación en medio ambiente y medicina

Los científicos ven posibles aplicaciones para sus alas magnéticas en el ámbito medioambiental para la vigilancia de poblaciones de polinizadores o la calidad del aire. Otras posibilidades de aplicación son la protección civil, para penetrar con robots voladores en zonas de catástrofe y ayudar en la búsqueda de supervivientes. Otra idea es el uso de mini-robots equipados de esta manera en cirugía mínimamente invasiva, por ejemplo, para operaciones en tejidos muy delicados.

Otra posibilidad que ven los científicos es el desarrollo de músculos artificiales y materiales «inteligentes» que cambian de forma según sea necesario. Sin embargo, el problema es que sus alas artificiales para la sustentación y el movimiento todavía dependen de campos magnéticos externos. Para superar este cuello de botella, los robots podrían llevar en el futuro sus propios generadores de campos magnéticos, lo que les permitiría movimientos autónomos.

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Fuente de la imagen de título: Unsplashed / Joshua J. Cotten