Crédito: Dohyeon Lee, Jun-Gill Kang y Soohee Han.
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV), comúnmente conocidos como drones, ya han demostrado ser herramientas valiosas para una amplia gama de aplicaciones, que van desde la producción de cine y entretenimiento hasta defensa y seguridad, agricultura, logística, construcción y monitoreo ambiental. Si bien estas tecnologías ya se usan ampliamente en muchos países en todo el mundo, los ingenieros han estado tratando de mejorar aún más sus capacidades para que puedan usarse para abordar problemas aún más complejos.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang y el Centro de Tecnología de Autonomía AI de la Agencia de Defensa (ADD) en Corea del Sur desarrollaron recientemente un dron con alas plegables que podrían ser más maniobrables que los drones convencionales. Su dron se inspira en la ardilla voladora alada, un tipo de ardilla que usa aletas sueltas de piel unidas desde sus muñecas hasta los tobillos para deslizarse de un árbol a otro.
“El dron de la ardilla voladora se inspira en los movimientos de las ardillas voladoras, particularmente su capacidad para desacelerar rápidamente extendiendo sus alas justo antes de aterrizar en árboles”, dijeron Dohyeon Lee, Jun-Gill Kang y Soohee Han, coautores del periódico, dijeron a Tech Xplore. “Iniciamos esta investigación con la creencia de que, como las ardillas voladoras, los drones podrían expandir sus capacidades dinámicas utilizando la resistencia aerodinámica”.
Publicado en el servidor de preimpresión ARXIV, el artículo más reciente de Lee, Kang y Han se basa en un artículo anterior en el que presentaron por primera vez su robot inspirado en ardillas. Su artículo anterior describió el hardware subyacente básico de su robot y una técnica de aprendizaje de refuerzo que le permitió desacelerar rápidamente mientras realizaba maniobras en vuelo.
“En nuestro nuevo artículo, propusimos un nuevo sistema de drones que utiliza membranas de ala desplegables, lo que demuestra un rendimiento superior en comparación con los sistemas de drones convencionales en la ejecución de maniobras de alta aceleración, como paradas rápidas y giros agudos”, dijeron Lee, Kang y Han.
El arrastre aerodinámico de la membrana del ala del robot se encontró previamente que obstaculiza su rendimiento en escenarios de vuelo comunes (es decir, cuando el dron volaba en línea recta). En situaciones en las que se requiere que el robot se detenga de repente o cambie rápidamente de dirección para evitar colisiones con obstáculos, el despliegue de alas puede producir una fuerza considerable en la dirección opuesta al objeto que el dron está tratando de evitar.
“Para operar de manera segura y confiable en estos escenarios, el dron de la ardilla voladora debe ser capaz de decidir cuándo desplegar o retraer sus alas en función de la situación, y los rotores deben poder generar un empuje apropiado en consecuencia”, explicó Lee, Kang y Han.
En su reciente estudio, los investigadores también capacitaron a redes neuronales artificiales para predecir con precisión la resistencia aerodinámica generada por la membrana del ala a base de silicona del dron. Luego desarrollaron una estrategia de control de coordinación de ala de empuje (TWCC) que utiliza las predicciones de la red neuronal para controlar de manera óptima la membrana del ala y los motores, lo que permite la ejecución confiable de las maniobras deseadas.
“Otra contribución clave de nuestro trabajo es el desarrollo de un sistema de hardware que permite una implementación rápida y retracción de las alas de silicona, todo mientras mantiene el factor de forma cuadrotora convencional”, dijeron Lee, Kang y Han.
“Colectivamente, propusimos un marco capaz de controlar simultáneamente la membrana del ala de silicona, con su aerodinámica compleja, no analíticamente predecible, y los motores de los drones, y la demostración de seguimiento de trayectoria de alto rendimiento y evitación de obstáculos en hardware real”.
Crédito: Dohyeon Lee, Jun-Gill Kang y Soohee Han.
En particular, la operación del dron inspirado en la ardilla voladora del equipo es compatible únicamente por un chip MCU integrado, sin la necesidad de sistemas de comunicación o informática externa. Esto se debe a que el algoritmo que permite su alta maniobrabilidad es a la vez liviano y eficiente en energía. Por lo tanto, también puede ejecutarse en microcontroladores de bajo rendimiento, como MCU de clase Arduino.
En el futuro, el nuevo dron podría mejorarse aún más y probarse en una gama más amplia de configuraciones y escenarios. Finalmente, podría ayudar a abordar muchos problemas del mundo real. Por ejemplo, ayudar a los usuarios a monitorear entornos naturales y construidos por el hombre de forma remota, completar misiones de búsqueda y rescate, capturar imágenes para películas o llevar a cabo operaciones de defensa.
“Ahora planeamos implementar capacidades adicionales inspiradas en ardillas voladoras reales. Específicamente, nuestro objetivo es estudiar el comportamiento deslizante del dron de las ardillas voladoras y desarrollar un tipo de tren de aterrizaje y estrategias de control que permitan al dron desacelerar rápidamente y aterrizar en paredes o árboles, similar a cómo aterrizan las ardillas voladoras reales”, agregó Lee, Kang y San.
“Además, planeamos explorar la planificación de movimiento para sistemas como el dron de la ardilla voladora, donde las características dinámicas pueden cambiar significativamente dependiendo de la situación”.
Más información: Dohyeon Lee et al, un dron de ardilla voladora altamente maniobrable con alas plegables que aumentan la agilidad, ARXIV (2025). Doi: 10.48550/arxiv.2504.09609
Información en el diario: ARXIV
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Cita: el dron de inspiración de ardillas volador con alas plegables demuestra una alta maniobrabilidad (2025, 30 de abril) recuperado el 30 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-flying-squirel-drone-foldable-wings.html
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