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Diminutos drones que navegan con ojos de insecto
Un pequeño ojo artificial inspirado en los sistemas de visión de los insectos podría ayudar a los pequeños drones voladores a navegar por su entorno lo suficientemente bien como para evitar colisiones mientras zumban en espacios confinados y desordenados, un paso clave para hacer que estos pequeños vehículos voladores autónomos sean prácticos.
Una clase emergente de drones voladores muy pequeños ha despegado en laboratorios de investigación públicos y privados en los últimos años (ver Despegue de insectos robóticos). Estos mini drones podrían ser valiosos para el espionaje y la vigilancia; también pueden ser útiles para cosas como monitorear áreas de desastre o entregar suministros a humanos. Pero queda mucho trabajo por hacer para desarrollar sistemas de navegación en miniatura, particularmente para espacios confinados. El solo hecho de evitar colisiones sigue siendo un gran desafío técnico, dice Darío Floreano , director del Laboratorio de Sistemas Inteligentes del Instituto Federal Suizo de Tecnología.
Algunos han intentado abordar este problema mediante el uso de cámaras digitales, pero son voluminosas, y la necesidad de un paquete pequeño y muy liviano ha llevado a los investigadores, incluido Floreano, a buscar información en la visión de los insectos. Los insectos voladores evitan las colisiones gracias a unos ojos diminutos que tienen una resolución espacial baja pero que son muy sensibles a los cambios en la forma en que se refleja la luz cuando el insecto se mueve, o debido al movimiento de un objeto en su campo de visión. El sensor nuevo Este grupo presentado recientemente pesa solo dos miligramos y ocupa solo dos milímetros cúbicos, y puede detectar movimiento en condiciones que van desde una habitación mal iluminada hasta la luz del sol muy brillante al aire libre, tres veces más rápido que los insectos voladores rápidos, dice Floreano.
El ojo artificial está compuesto por una lente sobre tres fotodetectores electrónicos dispuestos en un patrón triangular. Al combinar las mediciones de los fotodetectores individuales, el dispositivo puede detectar la velocidad y la dirección del movimiento en su vista.
Algoritmos ya se han desarrollado para procesar las señales, y se pueden programar en pequeños chips para calcular cosas como la distancia a los objetos o el tiempo hasta una posible colisión. Un enfoque del trabajo actual del grupo es integrar este sistema en plataformas aéreas muy pequeñas como el quadrotor plegable el laboratorio desarrollado recientemente. El desafío, dice Floreano, será combinar varios ojos artificiales en configuraciones que permitan al dron ver todo alrededor y evitar colisiones, estabilizar su posición de vuelo, aterrizar y despegar. Él dice que los ojos elementales son particularmente adecuados para drones que pesan 50 gramos o menos y que no pueden levantar una carga útil de más de unos pocos gramos.
El sensor podría ser útil para otras cosas además de los robots voladores. Para la demostración, el grupo creó lo que Floreano llama cinta de visión, un parche flexible que contiene muchos ojos artificiales. La cinta se puede unir a cualquier superficie curva, incluidos otros tipos de robots, vehículos e incluso muebles y ropa, dice.