El MIT desarrolla un robot «transmedio» capaz de volar y nadar como un ave buceadora

Ingenieros de EE.UU. y Suiza han logrado replicar la transición fluida entre el aire y el agua, un avance que abre las puertas a una nueva clase de vehículos autónomos para la exploración oceánica.

El robot aéreo-acuático puede nadar bajo el agua y luego aletear para salir de ella y continuar volando por el aire, de manera muy similar a las aves buceadoras. Crédito: Raphael Zufferey.

La capacidad de operar de forma continua en dos entornos físicos tan distintos como el aire y el agua es una de las fronteras más complejas para la ingeniería actual. En los últimos años, el término «transmedio» ha cobrado relevancia pública en la ufología al describir objetos anómalos capaces de cruzar la frontera entre la atmósfera y el océano sin perder eficiencia. Ahora, la ciencia terrestre ha dado un paso firme en esa dirección inspirándose en la naturaleza.

Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, ha diseñado un robot de alas batientes que puede nadar bajo el agua y, acto seguido, despegar directamente desde la superficie para continuar su vuelo. Los detalles de este logro fueron publicados este mes en la revista Science.

El prototipo, denominado «Vehículo Aéreo-Acuático de Alas Batientes» (FAAV), pesa menos de 300 gramos. Su diseño se basa en la biomecánica de más de un centenar de especies de aves buceadoras, como los frailecillos y los petreles, que logran adaptar sus movimientos para cazar bajo el agua y regresar al cielo en cuestión de segundos.

Un desafío de densidad resuelto por la biología

Moverse con éxito a través de dos sustancias tan diferentes representa un enorme reto técnico, dado que el agua es mil veces más densa que el aire. Tradicionalmente, los ingenieros asumían que ambos medios requerían sistemas de propulsión totalmente independientes. Sin embargo, este nuevo dispositivo demuestra que una sola estructura flexible puede adaptarse a ambos entornos.

«Nuestro sueño es que oceanógrafos, biólogos marinos y comunidades costeras puedan lanzar este robot desde una embarcación o desde la orilla. El dispositivo volaría hacia una zona de interés, como un iceberg, un puerto o un grupo de ballenas, se sumergiría para tomar mediciones o recolectar muestras, y regresaría a entregar los datos a una fracción del costo de los métodos tradicionales», explicó Raphael Zufferey, profesor asistente de ingeniería mecánica en el MIT y líder de la investigación.

Raphael Zufferey, a la izquierda, y Moritz Hüsser trabajan en el diseño de su robot. Crédito: John Freidah.

Para conseguir esta transición, su equipo analizó la frecuencia de aleteo de diversos animales marinos. Tras múltiples ensayos en lagos y tanques de prueba, los científicos determinaron que el secreto de la navegación transmedio reside en la flexibilidad exacta de las alas, las cuales deben ser lo suficientemente dóciles para reducir la resistencia bajo el agua y, al mismo tiempo, lo bastante rígidas para sostener el vuelo en el aire.

Despegue vertical e hidrofobia

El cuerpo del robot alberga una batería y un motor eléctrico impermeable que acciona las alas, recubiertas con nanopartículas hidrofóbicas para repeler el agua al emerger. En las pruebas, el prototipo demostró ser capaz de nadar a casi un metro por segundo y volar a una velocidad de seis metros por segundo, cifras que imitan con precisión el rendimiento de las aves biológicas.

Uno de los descubrimientos más notables del experimento fue que el robot no necesita extremidades adicionales para salir del agua. Mientras que los patos o los frailecillos dependen del impulso de sus patas palmípedas sobre la superficie para ganar tracción antes del despegue, el FAAV prescinde de este mecanismo. Al inclinar su cuerpo en un ángulo crítico de 70 grados, el robot logra romper la tensión superficial apoyándose únicamente en la fuerza de su aleteo.

«Si observamos a las aves, la mayoría necesita patalear en la superficie para despegar. La pregunta era si necesitaríamos lo mismo para los robots, y resultó que no», concluye Zufferey.

De cara al futuro, el laboratorio del MIT busca optimizar el diseño para que las alas puedan girar sobre su propio eje, lo que permitirá al vehículo maniobrar en condiciones de alta turbulencia, como aguas picadas o vientos fuertes. Este avance tecnológico promete transformar las ciencias oceánicas, permitiendo misiones de muestreo frecuentes y automatizadas en zonas que antes resultaban demasiado peligrosas para las embarcaciones tradicionales.

Fuente: MIT. Edición: MP.