Nueva plataforma de drones utiliza cable para transformación y tareas complejas

Hasta ahora, la interacción física de los drones con el entorno solía requerir pinzas voluminosas u otro hardware especializado. Para abordar esta limitación, un equipo de investigadores ha desarrollado una plataforma de drones que emplea un cable estirado entre dos pequeñas aeronaves para realizar tareas de agarre, tracción, percha y transformación en cuadricóptero.

La plataforma está construida a partir de dos bicópteros casi idénticos, conectados por un cable. Cada bicóptero integra dos motores sin escobillas con hélices basculantes. Una de las unidades incorpora un cabrestante motorizado para ajustar la longitud del cable, mientras que la otra mide la tensión del cable mediante un sensor de fuerza. Además, imanes montados en la parte inferior de las aeronaves permiten que se acoplen cuando están lo suficientemente cerca.

Estos componentes habilitan tres modos de vuelo distintos. Con el cable suelto, los bicópteros operan de forma independiente, permitiendo inspecciones desde diferentes puntos de vista mientras permanecen conectados. Al tensar el cable, el sistema entra en un modo de vuelo coordinado donde ambas aeronaves mantienen la tensión. En este modo, el cable se utiliza como herramienta para interactuar con el entorno. Finalmente, al recoger completamente el cable, las dos aeronaves se unen mediante los imanes, formando un único cuadricóptero capaz de navegar en espacios estrechos, antes de separarse nuevamente si es necesario.

El uso del cable como herramienta de trabajo elimina la necesidad de manipuladores o pinzas dedicadas. Mediante un control preciso de la tensión del cable, la plataforma puede aplicar fuerzas a objetos externos, transportar cargas suspendidas o envolver el cable alrededor de estructuras para posarse. Este método simplifica la aeronave a la vez que permite una interacción física significativa con su entorno.

Para hacer posibles estas transiciones, el equipo ha desarrollado sistemas de control independientes para cada modo operativo, junto con algoritmos que gestionan los cambios mientras la aeronave permanece en el aire. Durante las pruebas, el prototipo voló exitosamente como dos bicópteros independientes, hizo la transición a operación con cable, se unió en modo cuadricóptero y revirtió toda la secuencia en el aire manteniendo un vuelo estable. Experimentos adicionales demostraron la capacidad de la plataforma para transportar una carga suspendida de 40 gramos y operar incluso cuando no se disponía de retroalimentación de posición completa para una de las aeronaves.

Cada bicóptero, con un peso de 165 gramos, emplea dos motores sin escobillas de 6.000 kV, dos servomotores para el vectorizado de empuje, un controlador de vuelo Crazyflie Bolt 1.1, un controlador electrónico de velocidad 4 en 1 y una batería LiPo de 500 mAh 2S. Una de las aeronaves añade el cabrestante de cable y su codificador, mientras que la otra transporta el sensor de tensión del cable.

Este diseño permite que los mismos pocos componentes realicen múltiples funciones: el cable conecta las aeronaves, modifica su configuración y les proporciona un medio para manipular su entorno. Este tipo de dron transformable podría resultar especialmente útil para misiones en las que el acceso a una ubicación difícil es solo la primera parte del trabajo.