Mecanismos de adaptación del aleteo de un ornitóptero robotizado

Abstract

Uno de los sueños más antiguos del hombre ha sido el de poder volar, es por esto que el reino animal ha sido una fuente inagotable de inspiración a la hora de crear vehículos aéreos, esto debido a que las aves son una máquina de volar diseñada por la naturaleza y perfeccionada durante millones de años, y hasta el día de hoy el ser humano no ha sido capaz de conseguir la versatilidad para realizar maniobras complejas, la estabilidad de vuelo y el poco consumo energético con que emprenden vuelo las aves, basta con ver que las alas y cola de las aves poseen un cambio de morfología mucho mayores a las alas y timones de la mayoría de los aviones existentes. El objetivo de esta memoria es diseñar y construir un ornitóptero inspirado en las características morfológicas del halcón peregrino, y poder evaluar los beneficios de cambiar la morfología de sus alas mientras bate sus alas, en otras palabras, por implementar Shape Morphing. Para conseguir este objetivo se cuenta con la fuente de financiamiento FONDECYT (Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico), además de los equipos (entre ellos impresoras 3D) y software de fabricación disponibles en Laboratorio de Síntesis de Máquinas Inteligentes de la Universidad de Chile. La metodología de esta memoria consiste primero en la recopilación de información con respecto a la morfología del halcón peregrino y también sobre la aerodinámica, materiales y construcción de ornitópteros similares. Con esto se procede a diseñar los componentes mecánicos y construirlos con la impresora 3D, y de diseñar la electrónica que permite el movimiento de batir las alas y permitir el cambio de la forma de sus alas. Una vez construido se implementa algoritmo genético para poder encontrar la forma de bateo que produzca mayor empuje el cual es medido a través del desplazamiento del robot, ya que el ornitóptero se apoya en una estructura que permite su movimiento hacia adelante y atrás. Finalmente se caracteriza el aleteo del ornitóptero que ha generado un mayor empuje utilizando el sensor OptiTrack (sistema de captura de movimiento), observando que esta forma de implementar Shape Morphing es semejante a la forma en que el halcón peregrino bate sus alas en vuelo.