El nuevo micro robot RoboBee de Harvard vuela, bucea, nada y salta en el agua

Este RoboBee de última generación, que es 1.000 veces más liviano que cualquier otro robot aéreo-acuático anterior, podría usarse para numerosas aplicaciones, desde operaciones de búsqueda y rescate hasta monitoreo ambiental y estudios biológicos.

La investigación se describe en Science Robotics. Fue dirigida por un equipo de científicos del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering en la Universidad de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS).
 

"Este es el primer microrobot capaz de moverse repetidamente dentro y en entornos complejos", dice Yufeng Chen, Ph.D., actualmente becario postdoctoral en el Instituto Wyss que era un estudiante graduado en el Laboratorio de Microrobótica en SEAS cuando se realizó la investigación, y es el primer autor del artículo. "Diseñamos nuevos mecanismos que permiten al vehículo pasar directamente del agua al aire, algo que está más allá de lo que la naturaleza puede lograr en el mundo de los insectos".
 

Una vez que el robot nada hacia la superficie del agua, el agua circundante se recoge en una cámara de flotación. Dentro de la cámara, una placa electrolítica producía oxihidrógeno. Esto le da al robot mayor flotabilidad, lo que le permite empujar sus alas fuera del agua. La tensión de la superficie del agua mantiene al robot en posición vertical cuando las alas comienzan a aletear. Un Sparker luego enciende el oxihidrógeno combustible, dando un impulso al robot, lo que le permite saltar desde la superficie del agua. Los robots híbridos aéreo-acuáticos podrían usarse para exploraciones ambientales y misiones de búsqueda y rescate.

Otra pregunta es el diseño de un robot del tamaño de un milímetro que se mueve dentro y fuera del agua y presenta numerosos desafíos. En primer lugar, el agua es 1.000 veces más densa que el aire, por lo que la velocidad de aleteo del ala del robot variará ampliamente entre los dos medios. Si la frecuencia de aleteo es demasiado baja, el RoboBee no puede volar. Si es demasiado alto, el ala se romperá en el agua.

Mediante la combinación de modelos teóricos y datos experimentales, los investigadores encontraron la combinación de Goldilocks del tamaño del ala y la velocidad de aleteo, escalando el diseño para permitir que la abeja funcione repetidamente tanto en el aire como en el agua. Usando esta estrategia de locomotora multimodal, el robot mueve sus alas de 220 a 300 hertzios en el aire y de nueve a 13 hertzios en el agua.