Una paloma robótica revela cómo los pájaros vuelan sin una aleta caudal vertical

Un robot inspirado en una paloma ha resuelto el misterio de cómo las aves vuelan sin las aletas verticales de la cola de las que dependen los aviones diseñados por humanos. Sus fabricantes dicen que el prototipo podría eventualmente conducir a aviones de pasajeros con menos resistencia, reduciendo el consumo de combustible.

Las aletas de cola, también conocidas como estabilizadores verticales, permiten que los aviones giren de un lado a otro y ayudan a evitar cambios de dirección involuntarios. Algunos aviones militares, como el Northrop B-2 Spirit, están diseñados sin aleta trasera porque los hace menos visibles para el radar. En su lugar, utilizan solapas que crean una resistencia adicional en un solo lado cuando es necesario, pero esta es una solución ineficiente.

Las aves no tienen aletas verticales y tampoco parecen crear deliberadamente una resistencia asimétrica. David Lentink en la Universidad de Groningen en los Países Bajos y sus colegas diseñaron PigeonBot II (en la foto de abajo) para investigar cómo las aves mantienen el control sin dicho estabilizador.

El modelo anterior del equipo, construido en 2020volaba batiendo sus alas y cambiando su forma como un pájaro, pero todavía tenía una cola de avión tradicional. El último diseño, que incluye 52 plumas de paloma reales, se ha actualizado para incluir una cola parecida a la de un pájaro, y los vuelos de prueba han sido exitosos.

Lentink dice que el secreto del éxito de PigeonBot II está en los movimientos reflejos de la cola programados en él, diseñados para imitar los que se sabe que existen en las aves. Si sostienes una paloma y la inclinas de un lado a otro o hacia atrás y hacia adelante, su cola reacciona automáticamente y se mueve de maneras complejas, como para estabilizar al animal en vuelo. Durante mucho tiempo se pensó que esta era la clave para la estabilidad de las aves, pero ahora lo ha demostrado la réplica robótica.

Los investigadores programaron una computadora para controlar los nueve servomotores de Pigeonbot II para dirigir la nave usando hélices en cada ala, pero también para girar y abanicar automáticamente la cola en respuesta, para crear la estabilidad que normalmente provendría de una aleta vertical. Lentink dice que estos movimientos reflejos son tan complejos que ningún humano podría volar directamente Pigeonbot II. En cambio, el operador emite comandos de alto nivel a un piloto automático, diciéndole que gire a la izquierda o a la derecha, y una computadora a bordo determina las señales de control apropiadas.

Después de muchas pruebas fallidas durante las cuales se perfeccionaron los sistemas de control, finalmente pudo despegar, volar y aterrizar con seguridad.

“Ahora conocemos la receta de cómo volar sin cola vertical. Las colas verticales, incluso para un avión de pasajeros, son simplemente una molestia. Cuesta peso, lo que significa consumo de combustible, pero también resistencia: es simplemente una resistencia innecesaria”, dice Lentink. “Si simplemente copias nuestra solución [for a large scale aircraft] Funcionará, seguro. [But] Si queremos traducir esto en algo que sea un poco más fácil de fabricar, entonces es necesario realizar una capa adicional de investigación”.