Un dron con patas que puede caminar, saltar y despegar como un pájaro

Inspirado en las aves que alternan entre caminar y volar, el dron RAVEN combina eficiencia y versatilidad para misiones de rescate, inspección o entregas en terrenos difíciles

El estudio de las aves ha fascinado a ingenieros desde los hermanos Wright, inspirando avances aeronáuticos. Las aves, como cuervos y grajos, sobresalen en la transición entre tierra y aire sin necesidad de pistas ni lanzadores, gracias a sus patas y músculos especializados. Un equipo de EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) ha creado un dron con patas similares a las de las aves, capaz de caminar, saltar y despegar, revolucionando los entornos donde estos dispositivos pueden operar.

Los científicos del Laboratorio de Sistemas Inteligentes (LIS) de la EPFL, bajo la dirección de Dario Floreano, han creado RAVEN, un dron con patas robóticas que imitan a las de aves como cuervos y grajos, famosos por alternar entre caminar, saltar y volar con facilidad. Las patas de RAVEN no solo permiten movimientos en tierra, sino que también le otorgan la capacidad de despegar desde lugares antes inaccesibles para drones convencionales.

Inspiración en la naturaleza

Desde los primeros vuelos de los hermanos Wright, las aves han inspirado el desarrollo de la aviación. Sin embargo, como señala Won Dong Shin, estudiante de doctorado en LIS, los aviones modernos siguen lejos de igualar la agilidad de las aves, que cambian sin esfuerzo entre caminar, correr y volar. Este reto ha sido el punto de partida para diseñar un dron multimodal.

Para crear las patas, los investigadores estudiaron las proporciones de las extremidades de aves y observaron el comportamiento de cuervos en el campus de la EPFL. Luego, desarrollaron un diseño que combina simulaciones matemáticas, modelos por ordenador y pruebas experimentales. El resultado es un sistema que equilibra funcionalidad y ligereza: con un peso total de solo 0,62 kg, las patas mantienen componentes más pesados cerca del cuerpo del dron y usan una combinación de muelles y motores para emular los tendones y músculos de las aves. Además, los pies robóticos, compuestos por estructuras articuladas, incluyen una junta elástica que facilita posturas para caminar, saltar y despegar.

Energía eficiente para despegues

RAVEN se destaca por su capacidad de saltar hacia el vuelo, una maniobra más eficiente en términos de energía que los métodos tradicionales de despegue. Al combinar cinética (velocidad) y potencial (altura), el dron maximiza su uso de energía. Esto lo convierte en una herramienta ideal para entornos donde las plataformas de lanzamiento no son una opción.

La colaboración con otros laboratorios, como el de Neuromecánica de Monica Daley en la Universidad de California, ha permitido adaptar las dinámicas biomecánicas de las aves al movimiento robótico. Este enfoque no solo arroja luz sobre la eficiencia energética de las aves, sino que también permite integrar estas innovaciones en robots diseñados para terrenos complejos o espacios reducidos.

Aplicaciones en la vida real

El diseño innovador de RAVEN tiene aplicaciones prácticas en inspecciones de áreas de difícil acceso, mitigación de desastres y entregas en lugares confinados. A diferencia de otros robots, que son demasiado pesados para saltar o carecen de patas aptas para caminar, RAVEN combina ambas habilidades, incluyendo la capacidad de saltar sobre superficies elevadas de hasta 26 centímetros.

La próxima etapa para el equipo de EPFL incluye mejorar el diseño y el control de las patas para optimizar aterrizajes en diversos entornos. Según Dario Floreano, comprender cómo las aves coordinan sus patas y alas podría transformar el diseño de drones ágiles y eficientes, acercándonos al sueño de replicar la movilidad de la naturaleza en dispositivos tecnológicos.