Un laboratorio neerlandés hizo volar un dron sin timón dotándolo de reflejos de paloma

La mayoría de las aeronaves llevan colas verticales o timones para domar el balanceo neerlandés —la mezcla de guiñada, derrape y alabeo propia de un patinador—. La cola añade peso y resistencia, lo que encarece el combustible de los aviones comerciales y aumenta la firma radar, un problema para las aeronaves furtivas. El bombardero B-2, sin timón, se las arregla con flaps de resistencia en las puntas de las alas, algo que el ingeniero aeroespacial y biólogo David Lentink, de la Universidad de Groninga, considera ineficiente: la vía eficiente es resolver la estabilidad generando sustentación, y eso es lo que hacen las aves.

En 1929, el científico alemán Franz Groebbels sostuvo que las aves vuelan como «aviones automáticos», estabilizándose mediante reflejos: la cola se voltea cuando el cuerpo cabecea, las alas se extienden de forma asimétrica cuando se alabea. El equipo de Lentink puso a prueba la hipótesis construyendo a partir de ella. El primer robot, Tailbot —alas fijas y una cola de cinco grados de libertad— se mantuvo estable en un túnel de viento turbulento simulado bajo un controlador de reflejos, pero se estrelló en exteriores. La solución fue el PigeonBot II: alas de morfología variable similares a las de una paloma que se pliegan y despliegan de forma independiente, nueve servos, aproximadamente el peso de una paloma real y plumas auténticas.

Un piloto automático de dron Pixracer de serie solo entiende los controles convencionales de cuadricóptero, así que un Arduino se interpone entre el piloto automático y el robot, traduciendo las órdenes en movimientos de alas y cola. En exteriores, el PigeonBot II despegó, voló y aterrizó de forma totalmente autónoma —o mediante órdenes de alto nivel del operador, como subir, bajar o girar—, con la estabilización del vuelo recayendo por completo en reflejos propios de las aves. La conjetura de Groebbels de 1929 cuenta ahora con una demostración en vuelo.

Un componente sigue resistiéndose a la ingeniería: las propias plumas, con ganchos tridimensionales de 10 micrómetros que forman el único velcro de una sola cara del mundo, y cada gancho trabado soporta cargas de hasta 20 gramos. Ninguna estructura fabricada es a la vez tan ligera, rígida y compleja, así que los robots vuelan con plumas de paloma reales.

Sustituir el timón por la respuesta del ave: un controlador de tipo reflejo pliega y despliega alas de morfología variable y la cola, estabilizando mediante sustentación en lugar de resistencia.

Ataca el coste de la cola en su origen —estabilizar mediante un cambio de forma que genera sustentación, como hacen las aves, en lugar de remendarlo con flaps de resistencia derrochadores como el B-2—.

Una hipótesis biológica de 95 años se convirtió en una prueba de ingeniería en vuelo: construir el bucle de reflejos y comprobar si la teoría se mantiene en el aire.

La aviónica siguió siendo hardware comercial: un Arduino intermedio permitió que un piloto automático de dron de serie gobernara alas de morfología variable y una cola de cinco grados de libertad.

Eliminar el timón suprime de un solo golpe su peso, su resistencia y su firma radar: ese es precisamente el sentido de volar sin timón.

Cuando una superficie de control cuesta demasiado, conviene tomar prestada la solución del animal: un cambio de forma distribuido, impulsado por reflejos rápidos, puede sustituir la pieza por completo.

El PigeonBot II superó la prueba en exteriores: despegue, vuelo y aterrizaje autónomos, estabilizados puramente por el controlador de reflejos, con un operador que solo emitía órdenes de alto nivel. El equipo sigue volando con plumas reales porque nada fabricado las iguala; el resultado ofrece a los diseñadores de aeronaves una vía basada en la sustentación hacia el vuelo sin timón, donde una cola vertical es justamente el lastre.