Los drones se han convertido en una herramienta esencial en múltiples sectores, desde la fotografía aérea hasta la seguridad y la logística. Su habilidad para volar y maniobrar con precisión ha impulsado numerosas innovaciones tecnológicas. Sin embargo, a pesar de los avances, se sigue investigando cómo hacer estos dispositivos aún más ágiles y eficientes en entornos desafiantes. Una de las tendencias más emocionantes en este sentido proviene de la observación directa de la naturaleza, en especial de un pequeño mamífero conocido por su impresionante destreza aérea: la ardilla voladora. Las ardillas voladoras, pertenecientes a la tribu Pteromyini, han desarrollado a lo largo de la evolución un sistema fascinante que les permite planear con precisión de árbol en árbol.
Este mamífero utiliza grandes membranas de piel, conocidas como patagium, que se extienden entre sus extremidades para generar sustentación y controlar su trayectoria durante el planeo. Además, cuentan con una cola esponjosa que ayuda a frenar su velocidad y a maniobrar con fines de aterrizaje seguro, reduciendo la posibilidad de impactos bruscos contra los troncos. Inspirados por este prodigio de la naturaleza, un grupo de investigadores surcoreanos ha llevado a cabo un proyecto innovador para incorporar características similares en drones cuadricópteros. Los cuadricópteros, que cuentan con cuatro motores capaces de ajustar de manera independiente el empuje, ya de por sí son muy ágiles. Sin embargo, al integrar un sistema que imita la patagium de las ardillas, se busca elevar su nivel de maniobrabilidad, especialmente en situaciones donde deben evitar obstáculos o navegar por espacios complejos.
Este nuevo diseño incorpora membranas extensibles instaladas entre los rotores del drone, simulando así las alas de la ardilla voladora. La clave para sacarle el máximo provecho a este ‘patagium’ artificial es el desarrollo de un control coordinado que sincroniza la extensión de estas membranas con la fuerza y dirección del empuje que generan los motores. Para lograrlo, los ingenieros han creado un controlador especial denominado Coordinación de Empuje y Ala (Thrust-Wing Coordination Control, TWCC), que maneja la interacción entre estas dos variables con el objetivo de optimizar la estabilidad y maniobrabilidad. Pero el avance más notable ha sido la incorporación de inteligencia artificial para mejorar la respuesta y adaptación del sistema. Utilizando redes neuronales recurrentes (RNN), los investigadores entrenaron un modelo que inicialmente se preentrenó con datos simulados y posteriormente se ajustó mediante aprendizaje supervisado durante vuelos reales.
Esta técnica permitió que el drone aprendiera a coordinar la exposición de sus membranas y el empuje de los motores en tiempo real, mejorando notablemente su capacidad para sortear obstáculos en un circuito diseñado específicamente para evaluar agilidad. Los resultados obtenidos durante las pruebas demostraron que el drone equipado con membranas modelo patagium y controlado mediante la red neuronal superó en maniobrabilidad a un cuadricóptero tradicional. Esta mejora se traduce en la habilidad para realizar maniobras más rápidas y precisas, lo que es especialmente valioso en entornos urbanos, forestales o cualquier espacio donde el drone deba moverse entre obstáculos de forma eficiente y segura. Como toda innovación, este diseño tiene también algunas limitaciones por ahora. La adición de membranas y el sistema de control asociado aumentan el peso y generan mayor resistencia aerodinámica, lo que disminuye el alcance del drone comparado con modelos sin esta tecnología.
Sin embargo, los investigadores contemplan que este inconveniente puede ser compensado si se utiliza en drones destinados a misiones que requieran pausas frecuentes donde el aparato pueda posarse en superficies para ahorrar energía entre maniobras. Más allá de los beneficios inmediatos en términos de maniobrabilidad, el proyecto representa un enfoque prometedor para la aplicación conjunta de soluciones biológicas y tecnologías avanzadas como el aprendizaje automático en la ingeniería aeroespacial. Imitar un modelo probadamente eficiente como el de la ardilla voladora pone de manifiesto cómo las soluciones existentes en la naturaleza pueden ayudar a superar desafíos modernos, fomentando una simbiosis entre biología y tecnología. Este método de diseño bioinspirado no solo puede aplicarse a drones, sino que abre la puerta a innovaciones en robots móviles, vehículos aéreos no tripulados y sistemas de transporte aéreo en general. Otra perspectiva interesante que han señalado expertos y aficionados en los foros y debates alrededor de este desarrollo es la posibilidad de que estas membranas permitan también cierto planeo, tal como lo hacen las ardillas para ahorrar energía.
Aunque en el modelo actual los empujes de los motores están orientados para generar sustentación directa, la idea de que motores o sistemas propulsores puedan ajustarse para dirigir el flujo de aire en la dirección del vuelo representa un fascinante reto para futuras investigaciones. Este concepto, si se logra implementar, podría conseguir drones híbridos que combinan el vuelo propulsado con periodos de planeo eficiente, extendiendo notablemente su autonomía. Por otro lado, uno de los aspectos más valorados en la comunidad es el uso de modelos de inteligencia artificial, específicamente las redes neuronales recurrentes, que exhiben habilidades para gestionar información secuencial y tomar decisiones en tiempo real ante variaciones en el entorno o en la operación del drone. Esta tecnología permite superar las limitaciones de los controles basados en reglas o en calibraciones manuales, ofreciendo adaptabilidad y aprendizaje continuo que es vital para operaciones en condiciones cambiantes o impredecibles. El campo de los drones bioinspirados está en pleno auge, y ejemplos como el de este equipo surcoreano evidencian la tendencia creciente hacia diseños más sofisticados que aprovechan la combinación de estructuras físicas y sistemas inteligentes.
