ZeRONE: un dron globo aerostático seguro, silencioso y que puede durar semanas [VIDEO]

Wataru Yamada et al. / CHI 2019 

Ingenieros japoneses han creado un globo aerostático no tripulado capaz de maniobrar con motores de aire piezoeléctricos. Dado que el dispositivo no utiliza hélices giratorias de alta velocidad ni un cuerpo rígido, es menos peligroso, dicen los autores de un artículo presentado en la conferencia CHI 2019.

La mayoría de los vehículos aéreos no tripulados aficionados son multicopteros con un número diferente de rotores, apoyándose en el aire debido a la rotación de las hélices. Este mecanismo permite un diseño simple y barato, pero al mismo tiempo tiene inconvenientes. Por ejemplo, uno de ellos es que la rotación a alta velocidad de las hélices puede causar lesiones graves si colisiona con una persona.

Para resolver este problema, algunos dispositivos en serie utilizan elementos de alojamiento de protección que impiden el contacto de las hélices con otros objetos, y en desarrollos de laboratorio se ofrecen mecanismos más avanzados, por ejemplo, un sistema de protección activa que detiene el motor eléctrico cuando un objeto externo se acerca a las hélices.

Un dron más seguro y silencioso

Ahora, Daizo Ikeda y sus colegas de la división de investigación del NTT Docomo mejoraron la seguridad del dron al reemplazar los motores eléctricos de hélices giratorias con motores piezoeléctricos ultrasónicos. Además, la seguridad se ve reforzada por el uso de un cuerpo blando: una esfera de 61 cms. hecha de una película de polímero recubierta de aluminio, que contiene 140 litros de helio, gracias a la cual el dispositivo puede llevar un peso de 89 gramos. Fuera de la bola hay un marco delgado de fibra de carbono, en el que se fijan 24 motores, así como un panel de control, una batería y una cámara.

La masa de todos los componentes se selecciona de tal manera que el globo tenga una flotabilidad neutral en el aire, los motores son necesarios solo para maniobrar. Están organizados en dos grupos de 12 motores ubicados en lados opuestos de la esfera. Cada motor es una cámara pequeña con una gran abertura en un lado y otra en el lado opuesto. Dentro de esta cámara hay un elemento piezoeléctrico, que oscila con una frecuencia de 26 kilohertz y hace que el aire se mueva del agujero grande a uno pequeño.

Dado que los motores funcionan a una frecuencia tan alta, emiten un ultrasonido y las personas a su alrededor solo pueden escuchar el aire silencioso que sale de la boquilla. Las mediciones mostraron que, a una distancia de tres metros, el volumen de sonido de los motores no supera los 51 dB, lo que corresponde aproximadamente al volumen de una conversación normal en una sala tranquila.

Los desarrolladores publicaron un video en el que se puede apreciar cómo el globo es resistente a influencias externas. Los autores creen que, en el futuro, diversos modelos similares podrían usarse para la proyección de publicidad o anuncios importantes. Además, a diferencia de los modelos actuales, este dron puede permanecer en el aire durante varias semanas.

En 2016, ingenieros suizos crearon un UAV basado en un globo de helio, sin embargo, maniobró a expensas de los motores eléctricos convencionales. Los ingenieros también decidieron usarlo para mostrar la imagen en la superficie, pero sugirieron hacerlo con la ayuda de un proyector instalado dentro de la bola, y no afuera.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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