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A robot falls out of the sky over empty water, spinning slowly like a maple seed, and then it is sailing. That is the sequence the team at the Singapore University of Technology and Design (SUTD) has shown with ALBATROSS, a prototype designed to be dropped from an aircraft over remote waters and then to stay at sea on its own.
Un robot cae del cielo sobre aguas vacías, girando lentamente como una semilla de arce, y después navega. Es la secuencia que ha mostrado el equipo de la Universidad Tecnológica y de Diseño de Singapur (SUTD) con ALBATROSS, un prototipo diseñado para lanzarse desde un avión sobre aguas remotas y permanecer después en el mar por sus propios medios.
The problem it targets is a trade-off. Boats can stay in an area for long periods, but they can take a long time to get there. Aircraft reach a destination quickly, but cannot stay on station nearly as long. ALBATROSS, short for Airborne Lander with Buoyant AuToROtating Sailing Sensor, is meant to use both strengths. Its two rigid wingsails slow the fall through autorotation, the passive spin that the team compares to a maple seed. That means no separate parachute or landing mechanism. Once on the water, the platform rights itself through its weight distribution, and the wings act as sails. A fish-tail-inspired rudder steers it, and it moves between set waypoints using just three actuators and three navigation sensors.
El problema que aborda es un compromiso. Los barcos pueden mantenerse en una zona durante largos periodos, pero pueden tardar mucho en llegar. Los aviones alcanzan un destino con rapidez, pero no pueden permanecer en la zona ni de lejos tanto tiempo. ALBATROSS, acrónimo de Airborne Lander with Buoyant AuToROtating Sailing Sensor, pretende aprovechar ambas ventajas. Sus dos alas-vela rígidas frenan la caída mediante la autorrotación, el giro pasivo que el equipo compara con una semilla de arce. Eso significa que no necesita un paracaídas ni un mecanismo de aterrizaje aparte. Una vez en el agua, la plataforma se endereza gracias a su distribución de peso, y las alas funcionan como velas. Un timón inspirado en la cola de un pez la dirige, y se desplaza entre puntos de paso fijados con solo tres actuadores y tres sensores de navegación.
In the tests reported so far, a prototype released from 150 meters (492 ft) stabilized during descent and landed with low impact. The researchers estimate that a similar platform without the autorotation system would take about 18.5 times more impact energy when it hits the water. A larger prototype, tested on a reservoir in Singapore, reached a peak sailing speed of about 1 km/h (0.62 mph) and ran for about three hours, gathering humidity, heat and wind direction data with its onboard sensors.
En las pruebas realizadas hasta ahora, un prototipo lanzado desde 150 metros (492 ft) se estabilizó durante el descenso y aterrizó con un impacto leve. Los investigadores estiman que una plataforma similar sin el sistema de autorrotación recibiría unas 18,5 veces más energía de impacto al chocar con el agua. Un prototipo más grande, probado en un embalse de Singapur, alcanzó una velocidad máxima de navegación de unos 1 km/h (0,62 mph) y funcionó durante unas tres horas, recogiendo datos de humedad, calor y dirección del viento con sus sensores a bordo.
For the people who monitor remote seas, the change would be in how quickly and how long a sensor can be put to work. If the design holds up, a platform that lands itself and runs on wind could be placed over an area far from any port, then left to collect data for weeks rather than hours. The researchers name environmental monitoring, climate change research, search and rescue and maritime security as possible uses. The timing is the open question. The team's own description is blunt: ALBATROSS has so far worked only in sheltered test waters, and getting it ready for open-sea conditions is the next stage. That means a more rugged, durable design, and later versions with underwater sensors, sonar and larger energy storage.
Para quienes vigilan los mares remotos, el cambio estaría en la rapidez con que se puede poner en marcha un sensor y en el tiempo que puede estar operativo. Si el diseño resiste, una plataforma que aterriza sola y funciona con el viento podría colocarse en una zona alejada de cualquier puerto y dejarse recogiendo datos durante semanas en lugar de horas. Los investigadores citan como posibles usos la vigilancia medioambiental, la investigación sobre el cambio climático, las búsquedas y rescates, y la seguridad marítima. El calendario es la gran incógnita. La propia descripción del equipo es clara: ALBATROSS solo ha funcionado hasta ahora en aguas resguardadas de prueba, y prepararlo para el mar abierto es la siguiente etapa. Eso implica un diseño más resistente y duradero, y versiones posteriores con sensores submarinos, sonar y un almacenamiento de energía de mayor capacidad.
The study was published in Science Robotics, with Dr. Shane Kyi Hla Win as lead author. Prof. Foong Shaohui, of SUTD's Engineering Product Development Pillar, put the logic simply: the design uses the environment rather than fighting it.
El estudio se ha publicado en Science Robotics, con el doctor Shane Kyi Hla Win como primer autor. El profesor Foong Shaohui, del Pilar de Desarrollo de Productos de Ingeniería de la SUTD, resumió la lógica con sencillez: el diseño aprovecha el entorno en lugar de luchar contra él.