El dron choca contra obstáculos a 25 km/h y sigue volando

Durante las pruebas de choque, el FlexiQuad chocó contra obstáculos a una velocidad de hasta 25 kilómetros por hora y luego permaneció en el aire. Según ETH Zurich, Luca Girardi y Stefano Mintchev desarrollaron el dron y solicitaron una patente para el diseño. Un anillo exterior elástico sostiene los componentes mientras el centro del avión permanece abierto. Si el marco choca contra un obstáculo, puede deformarse y absorber parte de la energía del impacto.

Como ingeniero en robótica, Girardi estudia cómo los materiales compuestos delgados cambian el comportamiento de las máquinas voladoras y durante su doctorado desarrolló varias estructuras para este propósito. Junto con Gabriel Maquignaz, ahora está desarrollando estructuras voladoras mecánicamente programables para entornos con muchos obstáculos en el Mobile Robotics Lab. En el prototipo presentado aquí verá una estrecha banda naranja en la que se encuentran las unidades motrices. Estas construcciones se basan en pájaros e insectos, cuyas alas ceden deliberadamente bajo carga y aun así transmiten las fuerzas de vuelo necesarias. Los propios componentes elásticos asumen parte de la reacción de contacto antes de que un ordenador calcule una nueva orden de control.

FlexiQuad distribuye sus baterías directamente debajo de los rotores

A lo largo del anillo se encuentran cuatro unidades compuestas por un motor, una hélice y un acumulador de energía, lo que significa que las pesadas baterías permanecen cerca de los rotores de soporte. Con una batería suspendida centralmente, el marco blando soportaría su peso en distancias más largas y se doblaría más. La cinta de fibra de vidrio utilizada se puede comprimir fácilmente lateralmente, pero ofrece una mayor resistencia a las fuerzas en la dirección del empuje del rotor. En la preimpresión de FlexiQuad, los autores describen un vehículo de prueba que pesa 405 gramos y alcanza velocidades de vuelo de más de 80 kilómetros por hora.

Un cordón hace que el dron FlexiQuad quede más ajustado

Un pequeño accionamiento tensa un cable y aprieta el anillo para aberturas estrechas mientras los rotores continúan girando. En el experimento, FlexiQuad voló a través de un espacio que tenía sólo el 70% del ancho normal del avión. Cuando se estrechan, las hélices se mueven juntas y se afectan entre sí de manera más aerodinámica, lo que significa que el empuje se genera de manera menos eficiente. La guía de cables determina entonces el desfase de los rotores entre sí y la forma estrecha que se crea.

En otro proyecto de la misma serie de desarrollos, los investigadores probaron una rejilla hecha de finos laminados compuestos que pueden adoptar diferentes formas estables. Allí, un prototipo que pesaba 130 gramos mantenía sus formas abiertas y plegadas por sí solo, en lugar de tener que ajustarlas constantemente. Su envergadura podría reducirse en un 48%, y ambas configuraciones garantizan un vuelo estable. El cambio entre moldes se realizó mediante elementos neumáticos en el suelo, accionados mediante un tubo de aire comprimido. La geometría de la rejilla puede influir en la cantidad de energía necesaria para encajar y con qué firmeza cada forma encaja en su lugar.

PX4 puede descartar lecturas válidas después del impacto

Después de una descarga, el controlador debe reconocer rápidamente cómo se mueve realmente el avión para enviar las órdenes adecuadas a los motores. La documentación del software del piloto automático PX4 describe un filtro de navegación que combina varios datos de sensores para estimar la actitud, la velocidad y la posición. El programa comprueba continuamente si las nuevas mediciones coinciden con el estado de movimiento que espera de los datos anteriores. Si un valor se desvía demasiado, el filtro puede rechazarlo. En caso de impactos fuertes, las vibraciones también pueden perturbar la evaluación de los sensores de movimiento y, por tanto, falsear la actitud o la altitud calculadas.

Si este cálculo interno es confuso, unos motores externamente intactos y un chasis intacto por sí solos no ayudarán a lograr un retorno controlado. Una cámara o un sistema de seguimiento externo puede proporcionar información actual, pero el software de vuelo también debe clasificarla correctamente. El aterrizaje autónomo de un dron en un barco que se balancea demuestra cuán desafiante se vuelve la interacción entre la observación y el control de vuelo. Allí la zona objetivo cambia durante la aproximación; Durante una colisión, el movimiento de la aeronave cambia bruscamente.

REFLEX estabiliza el avión después del contacto con las paredes.

Por eso, Jakob Hermeler y sus colegas desarrollaron el modo de recuperación REFLEX, que después de una colisión toma temporalmente el control y se ejecuta en el controlador de vuelo. El equipo lo entrenó en simulaciones cuyos estados iniciales provinieron de datos de medición de 47 colisiones reales. En las pruebas realizadas a unos 18 kilómetros por hora, el avión con el nuevo software se recuperó en 19 de 22 casos. El piloto automático estándar comparable logró hacerlo una vez en 14 pruebas a velocidades de impacto similares y en condiciones comparables. Se examinó un modelo adaptado frente a una pared rígida de madera; El informe está disponible como una preimpresión que aún no ha sido revisada por pares.

El banco de pruebas incluía un sistema externo de captura de movimiento cuyos datos permitían cambiar al modo especial y volver al control de vuelo normal. La estabilización real se realizó con información del dron mientras se reconstruía la estimación de su movimiento. Los experimentos consistieron principalmente en contactos cara a cara en una única plataforma. Quedan por estudiar otras superficies, impactos oblicuos y activación automática del modo exclusivamente con sensores a bordo.

FlexiQuad levanta un suave paquete de primeros auxilios

Durante la prueba de transporte, el chasis compatible albergaba un botiquín de primeros auxilios blando, lo transportaba en el aire y luego lo guardaba. El equipo también levantó una carga más pesada que el propio avión. Las posibles ubicaciones incluyen tanques de lastre en barcos, bosques densos y áreas de edificios derrumbados. Los materiales de la estructura cuestan menos de 15 francos suizos; Se añaden motores, baterías y electrónica. Después de abrir el anillo, sus elementos planos se pueden colocar en una maleta para ahorrar espacio en el transporte.

La robótica también está interesada en los contactos flexibles al manipular objetos sensibles, ya que las fuerzas se pueden distribuir entre una forma adecuada y materiales blandos. Un ejemplo ilustrativo es un robot blando que agarra la yema de huevo cruda sin destruir la fina cáscara en el intento. En un gato volante, una carga también desplaza el peso e influye en las fuerzas que deben generar sus accionamientos. Por lo tanto, un intento de transporte exitoso no da como resultado una declaración general sobre qué artículos se pueden transportar de manera segura en condiciones de viento o en vuelos más largos.

SPEAR desarrolla conjuntamente misiles y controles.

En el proyecto europeo SPEAR, los investigadores están trabajando en el desarrollo de la forma de los robots voladores y sus estrategias de control. La Universidad de Paderborn aboga por procesos de investigación evolutiva y aprendizaje por refuerzo, en los que se vayan mejorando gradualmente el diseño y el comportamiento del vuelo. Entre las tareas se incluye la navegación en entornos difíciles sin señales de satélite, es decir, especialmente cuando un avión sólo recibe ayudas de orientación limitadas. Además de los rotores, el programa también examina las palas de los batidores y las conexiones de componentes duros y blandos. El modelo adecuado depende de la tarea de vuelo específica y de los datos de medición disponibles.

FlexiQuad ahora tiene que tomar una decisión incluso fuera del laboratorio de vuelo: el invento es uno de los cinco finalistas del Spark Award. ETH Zurich anunciará al ganador el 26 de noviembre de 2026 en el Palacio de Congresos de Zurich. Se evalúa la originalidad, la solidez de las patentes y el potencial de mercado de los desarrollos para los cuales se registró una patente el año anterior.

ETH Zurich, nuevo dron flexible capaz de resistir colisiones

arXiv, los Soft Quadrotors bioinspirados desbloquean conjuntamente la agilidad, la compresibilidad y la resistencia a las colisiones; doi:10.48550/arXiv.2511.05426

arXiv, REFLEX: un reflejo incorporado aprendido para una recuperación autónoma sólida de colisiones suaves de cuadricópteros; doi:10.48550/arXiv.2610.15867

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