Abstracto

Los vehículos sumergibles autónomos se han convertido en aparatos adaptables para investigar los océanos

 Sam Davidson

 Sin embargo, pueden resultar problemáticos para el clima o tener dificultades para atravesar espacios reducidos. Los investigadores de la universidad están estudiando una alternativa, una aeronave ligera sumergible de gran flexibilidad y mínimo esfuerzo que funciona silenciosamente. Los componentes y sensores de la aeronave ligera también se pueden intercambiar o agregar fácilmente mediante una amplia gama de detalles de la misión. "Nuestro objetivo es el funcionamiento incansable de los robots portátiles en condiciones de prueba", dijo Nina Mahmoudian, profesora asociada de diseño mecánico. "La mayoría de los robots sumergibles tienen una vida útil limitada de la batería y deberían volver a funcionar después de solo un par de horas. Para tareas de larga duración, una aeronave ligera sumergible puede funcionar durante mucho tiempo o meses entre cargas, pero podría beneficiarse de un mayor tiempo de envío en áreas de alto riesgo". Una aeronave ligera sumergible se diferencia de otros robots marinos en que no tiene hélice ni sistema de propulsión dinámica. Cambia su propia ligereza para descender y ascender, y para impulsarse hacia adelante. Aunque este método general permite vehículos muy eficientes energéticamente, presenta algunos problemas: los vehículos son costosos, moderados y no son flexibles, especialmente en aguas poco profundas. Mahmoudian ha construido un ágil vehículo llamado ROUGHIE (Research Oriented Underwater Glider for Hands on Investigative Engineering). Con forma de torpedo, ROUGHIE mide alrededor de cuatro pies de largo y no tiene superficies de control o propulsión externas, salvo un ala trasera estática. Cuando se lanza desde la costa o desde un barco, ROUGHIE succiona agua hacia sus tanques de equilibrio para cambiar su peso y proporcionar un punto de referencia de despegue inicial. Para controlar su inclinación, la batería del vehículo mueve sutilmente su peso hacia adelante y hacia atrás, actuando como su propio sistema de control. Para guiarlo, todo el conjunto de segmentos internos está montado sobre un riel que pivota, controlando definitivamente el balanceo del vehículo. El diseño es aislado y versátil para una variedad de usos. "Este es un método absolutamente interesante", dijo Mahmoudian. "La mayoría de los aviones ligeros sumergibles sólo pueden operar en mares profundos y no son ágiles para espacios reducidos. ROUGHIE tiene un alcance de giro de sólo unos 10 pies, en comparación con un alcance de giro de alrededor de 33 pies de otros aviones ligeros". ROUGHIE es tan flexible que el equipo de Mahmoudian lo ha estado probando en el agua en el Centro Acuático Morgan J. Burke de Purdue. Al introducir un sistema de captura de movimiento de cámaras infrarrojas bajo el agua, pueden seguir los movimientos del vehículo y representar su comportamiento en movimiento en tres dimensiones con precisión milimétrica. "Programamos ROUGHIE con patrones de vuelo desde el principio, y ejecuta esos patrones de forma autónoma", dijo Mahmoudian. "Puede hacer movimientos estándar en forma de diente de sierra para ir de forma ordenada, pero también puede ir en patrones circulares o en forma de S, que utilizaría mientras navegaba."La forma en que puede llevar a cabo estas tareas dentro del clima limitado de una piscina utilizando sólo la activación interna es extraordinariamente sorprendente". Esta movilidad significa que ROUGHIE puede seguir rutas complejas y puede explorar regiones reales que otros aviones ligeros sumergidos no pueden. "Puede operar en océanos poco profundos y zonas costeras, lo que es muy importante para los estudios científicos o ambientales", dijo Mahmoudian. "Además, debido a que es completamente silencioso, no perturbará la vida silvestre ni perturbará los flujos de agua como lo hacen los vehículos mecanizados". ROUGHIE puede equiparse con una variedad de sensores, que recopilan información de temperatura, presión y conductividad imprescindible para los oceanógrafos. El equipo de Mahmoudian ha enviado a ROUGHIE a pequeños lagos y lagos con un fluorímetro para medir los brotes de vegetación. El equipo también equipó el vehículo con magnetómetros más pequeños, adecuados para detectar anomalías como naufragios y armas sumergidas. Este estudio se ha publicado recientemente en la revista Sensors. Mahmoudian y sus estudiantes han estado desarrollando ROUGHIE desde 2012, cuando comenzó el proyecto en la Universidad Tecnológica de Michigan. "Mis estudiantes lo diseñaron y fabricaron sin ninguna preparación, y desarrollaron los cálculos de control y navegación al mismo tiempo", dijo Mahmoudian. "Con el costo de un vehículo comercial de flujo, podemos colocar 10 de estos en el agua, verificando las condiciones durante mucho tiempo a la vez. Creemos que este vehículo tiene un valor increíble para cualquier área local cercana".Podemos colocar 10 de estos en el agua y comprobar las condiciones durante un tiempo prolongado. Creemos que este vehículo tiene un atractivo increíble para cualquier área local cercana".Podemos colocar 10 de estos en el agua y comprobar las condiciones durante un tiempo prolongado. Creemos que este vehículo tiene un atractivo increíble para cualquier área local cercana".