Drones desarrollan capacidad de percha mediante tacto

Un nuevo enfoque en la robótica aérea, desarrollado por investigadores de la Universidad Técnica de Delft, permite a los drones perchar activamente mediante el tacto, una estrategia que difiere de los sistemas tradicionales basados exclusivamente en la visión. Esta tecnología, tal como describe Hackster.io, está diseñada para extender la utilidad de pequeños robots aéreos en entornos donde el vuelo estacionario consume una batería preciosa, como la inspección de infraestructuras, la búsqueda en zonas de desastre o el monitoreo forestal.

El sistema sustituye la dependencia de una visión precisa por una aproximación que utiliza el contacto físico para localizar y alinearse con un punto de percha. A diferencia de los métodos que requieren un modelo exacto de la superficie antes del aterrizaje, el dron solo necesita una estimación inicial aproximada de la ubicación y refina esa estimación a través del contacto. Este método también resuelve un problema común en los sistemas de aterrizaje actuales, donde el propio sistema de agarre del dron bloquea la visión de la cámara en el momento más crítico.

El dron incorpora una mano robótica ligera inspirada en la anatomía humana, con tres dedos, cada uno dividido en tres segmentos. Nueve sensores táctiles básicos, ocultos bajo almohadillas de silicona blanda, están integrados en estos segmentos. Estos sensores reportan únicamente si están en contacto con algo, proporcionando información binaria. Combinada con la posición conocida de cada segmento del dedo, esta información es suficiente para que el dron calcule la ubicación y orientación de la rama u objeto a perchar.

Para encontrar una percha, la aeronave vuela en un patrón de búsqueda en forma de ocho mientras abre y cierra repetidamente su mano. El primer contacto proporciona una estimación inicial de la posición del objeto. A partir de ahí, el dron se reposiciona, rota para mejorar la alineación y continúa cerrando los dedos hasta establecer un contacto estable con los tres. Los motores se apagan solo después de confirmar que el agarre es seguro. Si la sujeción es inestable, el dron se retira, vuelve a una posición de vuelo estacionario segura e inicia un nuevo intento. Además, muelles de torsión cierran los dedos de forma natural, lo que significa que el dron no necesita alimentar continuamente los motores para mantener su agarre después del aterrizaje, conservando así energía. Las almohadillas de silicona, flexibles, se adaptan a ramas y otras superficies con diferentes formas y texturas.

Las pruebas rigurosas, realizadas tanto en simulaciones como en vuelos reales, validaron la eficacia del sistema. En simulaciones Monte Carlo, el enfoque guiado por el tacto logró una tasa de éxito de percha superior al 99% en una amplia gama de geometrías objetivo, manteniendo la fiabilidad incluso cuando la estimación inicial de la ubicación del objetivo tenía un error de hasta 0.6 metros o su orientación difería hasta en 50 grados, niveles en los que los enfoques convencionales basados en la visión perdían fiabilidad. Estos resultados fueron respaldados por 26 pruebas de vuelo autónomo en entornos reales, donde el dron perchar con éxito en diversos objetivos a pesar de estimaciones de posición intencionalmente corruptas. La mano adaptable también demostró la capacidad de agarrar ramas de árboles de diferentes diámetros, vigas de madera, conos de tráfico e incluso un brazo humano, adaptándose de forma natural sin requerir hardware especializado para cada superficie.