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Abejorros "low cost"


La semana pasada Obama abrió las puertas del cielo a los UAVs. Desde hace ya algunos años se hace cada vez más hincapié en la necesidad de optimizar el tráfico aéreo actual y buscar nuevos modelos de gestión más automatizados. La ONU pronostica que en un futuro próximo la inmensa mayoría de la población mundial se concentrará en unas cuantas megaciudades (al menos 20). Las empresas cada vez valoran más el impacto ambiental de su actividad (probablemente por las tasas que algunos gobiernos como el de la UE les imponen). Según Airbus, el tráfico aéreo se incrementará en un 4.8% entre 2010 y 2030.

En este entorno de rápido crecimiento y de incremento de la complejidad, en el sector aeronáutico se encuentran varios retos, entre ellos, el de lograr una mayor eficiencia en el tráfico aéreo.

Se están desarrollando, como saben, muchos proyectos en esta dirección (SESAR, NextGen o ATLANTIDA, por ejemplo) y en ellos las matemáticas tienen un lugar especial. La optimización de los modelos de tráfico se suele llevar a cabo mediante técnicas estadísticas y de investigación operativa. He dicho bien, "se suele".

Hay veces que las matemáticas dan un vía para llegar a la solución de un problema, lo malo de esta es el tiempo que conlleva aplicar dicha resolución. Tiene pues un coste computacional alto. Incluso problemas aparentemente simples pueden necesitar decenas de miles de años para su resolución con la tecnología de computación actual.

Un ejemplo de este problema es el problema de los vendedores viajeros (TSP, en sus siglas en inglés):

"Sean N ciudades. Se trata de buscar una ruta que, comenzando y terminando en una ciudad concreta, pase una sola vez por cada una de las ciudades y minimice la distancia recorrida por el viajante"



Como ven salta a la vista la utilidad que tiene la resolución de problemas de este tipo para el sector aeronáutico ahorrando costes a las empresas y mejorando la posible congestión del tráfico aéreo en las megaciudades del futuro.

Ya se ha dicho que en ocasiones la tecnología no sirve de mucho, es aquí donde entra en juego la naturaleza: los abejorros. 

No solo por su forma de aletear... En su búsqueda de polen para alimentarse, los abejorros vuelan grandes distancias de flor en flor. Y volar... volar cuesta mucho, en términos energéticos. Entonces, ¿cual es el mejor camino en un día de trabajo? Todos pensarán: "Ir de una flor a la más próxima". Pues no.

Investigadores de la Queen Mary University of London se han dado cuenta de que en un intento de optimizar la ruta que recorre, el abejorro visita con más frecuencia ciertas flores y no otras debido a que en estas tienen más probabilidades de encontrar polen. Se puede decir que tienen su propia base de datos completada mediante ensayos prueba-error a lo largo del tiempo. A la hora de elegir una ruta u otra tienen en cuenta tanto la trayectoria y la distancia como la distribución del polen en las flores. Una vez optimizada una ruta en una geometría de flores concreta, si se aumenta el polen en una flor, poco a poco con el tiempo, el abejorro va modificando de nuevo la ruta hasta encontrar la óptima finalmente.




Si logramos descifrar los mecanismos que emplean los abejorros en su toma de decisiones a la hora de elegir rutas, conseguiremos evitar muchos problemas ante las fluctuaciones del tráfico aéreo en un futuro. Tratando de elegir mediante dichos procedimientos las mejores rutas para los pasajeros y la carga.

Sin duda, la biomimética cada tiene un papel más relevante en la ingeniería.

Donde la técnica y las matemáticas no logran atisbar una solución, la evolución natural puede proporcionarnos las claves para nuestros problemas. Un campo que habrá que tener en cuenta y que ojalá en Andalucía sepamos aprovecharlo, de momento, no está muy arraigado al menos en el ámbito aeronáutico.



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