La DARPA pretende cargar drones de forma inalámbrica en pleno vuelo con un haz de energía
General Atomics
DARPA ha impulsado la financiación de la transferencia inalámbrica de energía de campo lejano, o power-beaming, para la carga de drones en vuelo. Esto elimina la necesidad de interrumpir la misión para recargar o sustituir la batería, lo que podría salvar misiones críticas.
En el año 2021, la Dra. Ifana Mahbub, profesora adjunta de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Texas, recibió el premio Young Faculty Award de DARPA, que le concedió 500.000 dólares en dos años para su proyecto. Ahora se le ha concedido una beca adicional de 250.000 dólares para seguir desarrollando la tecnología power-beaming.
La tecnología de carga inalámbrica
Es posible que conozcas la carga inalámbrica de los teléfonos móviles, que utiliza tecnología de campo cercano y ondas electromagnéticas de baja frecuencia en distancias cortas.
Aunque aparentemente mágica, la carga inalámbrica funciona según un principio sencillo: una unidad de carga genera un campo electromagnético a través de una bobina, mientras que el extremo receptor (como la bobina de su teléfono) capta estas ondas para crear una corriente eléctrica que carga la batería.
Actualmente, Mahbub y su equipo exploran la tecnología de campo lejano para ampliar el alcance de transmisión de las ondas electromagnéticas.
Sin embargo, su objetivo es eliminar por completo la necesidad de que los drones vuelvan a la base (RTB) para cambiar o recargar la batería, lo que puede consumir tiempo y recursos valiosos, e incluso comprometer la misión en curso. En lugar de volver a llamar a un UAV, ¿por qué no cargar su batería mientras permanece en el aire?
Universidad de Texas, Dallas
Un reto importante para Mahbub es mantener la integridad de los haces electromagnéticos a grandes distancias para evitar pérdidas de energía.
Las antenas en fase para una carga de precisión
Para solucionar este problema, Mahbub ha ideado una ingeniosa solución con antenas en fase, que consisten en una red de transmisores y antenas más pequeñas para guiar con precisión el haz electromagnético a lo largo de una trayectoria determinada. Su tecnología aprovecha la telemetría en tiempo real de los vehículos aéreos no tripulados para garantizar una conectividad continua en la línea de visión, maximizando así la eficiencia de la carga.
«La señal puede propagarse en direcciones no deseadas», explica Mahbub. «Nuestro objetivo es manipular la forma de onda para reducir la pérdida de trayectoria».
Los drones militares, como los vehículos aéreos no tripulados de media altitud y larga resistencia (MALE), están diseñados para alcanzar altitudes de hasta 7.620 m, mientras que los drones de gran altitud y larga resistencia (HALE) operan con frecuencia a 15.240 m. Los drones tácticos suelen volar entre 610 m (2.000 pies) y 1.524 m (5.000 pies).
General Atomics
Aplicaciones más allá de los drones
Esta tecnología tiene numerosas aplicaciones potenciales. Imagínese coches eléctricos que se recargan mientras circulan por la autopista. Mahbub está desarrollando una tecnología de carga inalámbrica segura y de baja frecuencia, potencialmente capaz de cargar implantes médicos en humanos, aprobada por la FCC.
Mientras que el concepto de transmitir ondas electromagnéticas para cargar un pequeño avión puede parecer desalentador, se han empleado métodos similares durante años.
Para concluir, la radiodifusión, la televisión, el servicio de telefonía móvil, el radar, el Wi-Fi e incluso el GPS dependen de las ondas electromagnéticas.
No obstante, sería imprudente interponerse entre el transmisor y el dron durante el proceso de carga.
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