Un equipo de la Universidad Tecnológica de Delft montó un par de bigotes artificiales en la punta de un dron diminuto y lo hizo recorrer recintos a oscuras, sin cámara ni láser. La idea viene de los roedores que se mueven por túneles sin luz, y reemplaza a los montajes anteriores de navegación por contacto, que usaban brazos robóticos o parachoques.

Cada bigote flexible se apoya sobre tres sensores de presión en miniatura. Cuando la fibra se dobla contra una superficie, esos sensores miden el cambio de presión y calculan al instante en qué punto y a qué profundidad ocurrió el contacto, en tres dimensiones.

"Acá buscamos equipar a los drones con un sentido del tacto rico, no para la manipulación en el aire, sino para un concepto nuevo de navegación táctil: usar el tacto para explorar y volar por lo desconocido. Inspirados por la naturaleza, encontramos la respuesta en los bigotes", explicó Salua Hamaza, profesora asociada de Interacción Física Aérea e Inteligencia Corporizada en Robots Aéreos de la Universidad Tecnológica de Delft, en los Países Bajos.

¿Por qué copiarle los bigotes a una rata?

Las ratas y los ratones usan sus bigotes, o vibrisas, como sistema táctil de alta precisión que reemplaza a la vista en la oscuridad. Cada pelo lleva en la base terminaciones nerviosas que detectan desviaciones mínimas, vibraciones y cambios de presión al rozar una superficie.

Con un barrido rápido de esos pelos el animal mide huecos estrechos, ubica las paredes cercanas y arma el mapa de lo que tiene alrededor. Así cruza espacios apretados y sin luz sin chocar con nada.

El problema que ataca el grupo de Delft es de peso. Un robot volador de menos de 100 gramos no puede cargar un sistema LiDAR ni un procesador que consuma mucha energía. Esos drones suelen estrellarse justo en el escenario que los justifica, las zonas de emergencia donde el polvo, el humo o la oscuridad total dejan ciega a la cámara.

Sacarle el ruido a la propia hélice

Detectar la pared no era la parte difícil. Lo difícil era filtrar al dron mismo. El flujo de aire de las hélices genera ruido, distorsión y deriva justo encima del sensor.

El equipo de Delft escribió para eso una cadena de procesamiento liviana que corre a bordo con 34 kilobytes de memoria. El algoritmo va descontando de forma continua la turbulencia que el propio aparato produce y deja un dato de profundidad con precisión milimétrica.

"Queríamos mostrar que el tacto no tiene que costar tamaño ni potencia de cómputo", dijo Chaoxiang Ye, de la Universidad Tecnológica de Delft.

En las pruebas de vuelo el aparato navegó recintos cerrados sin luz, levantó el plano de salas que no conocía, siguió el contorno de las superficies y encontró la salida sin una sola referencia visual.

¿Dónde sirve un dron que palpa?

Cambiar los ojos por bigotes deja al robot de búsqueda y rescate más chico y más liviano. El equipo nombra tres frentes donde eso cambia el trabajo.

  • Edificios derrumbados y llenos de humo tras un terremoto o un incendio, donde la cámara visual y la térmica dejan de servir.
  • Inspección de ductos angostos, conductos de ventilación, alcantarillado y minas subterráneas, en busca de fallas estructurales.
  • Exploración espacial, en los cráteres lunares que quedan en sombra y en los tubos de lava de Marte, donde no llega la luz del sol.

El estudio salió publicado en Nature Communications.