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The monarch butterfly makes one of the longest and most spectacular migrations in the world. Every year, millions of monarch butterflies travel from Canada and the United States to Mexico, where they overwinter in large colonies in the fir forests. The monarch butterfly migration is a multigenerational phenomenon. The butterflies that return north in the spring are the daughters or granddaughters of those that migrated south the previous fall.
La mariposa monarca realiza una de las migraciones más largas y espectaculares del mundo. Cada año, millones de mariposas monarca viajan desde Canadá y Estados Unidos hasta México, donde hibernan en grandes colonias en los bosques de oyamel. La migración de la mariposa monarca es un fenómeno multigeneracional. Las mariposas que regresan al norte en primavera son las hijas o nietas de las que migraron al sur el otoño anterior.
Eastern monarch butterflies, which breed in Canada and the United States, travel up to 4,000 kilometers and take several months to complete the journey, at a rate of 120 km per day. Interestingly, adult monarch butterflies live between 2 and 6 weeks, except for the generation that migrates south, which can live up to 9 months.
Las mariposas monarca orientales, que se reproducen en Canadá y Estados Unidos, viajan hasta 4,000 kilómetros y tardan varios meses en completar el viaje, a razón de 120 km diarios. Curiosamente Las mariposas monarca adultas viven entre 2 y 6 semanas, excepto la generación que migra al sur, que puede vivir hasta 9 meses.
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All these characteristics inspired a group of researchers from the Technical University of Darmstadt and the Helmholtz Centre Dresden-Rossendorf in Germany to create robotic wings capable of competing in efficiency with the Monarch butterfly. To do so, the researchers studied the structure and movement of its wings in depth to replicate them in a robotic model.
Todas estas características inspiraron a un grupo de investigadores de la Universidad Técnica de Darmstadt y el Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf, en Alemania, para crear unas alas robóticas capaces de competir en eficiencia con la mariposa Monarca. Para ello los investigadores estudiaron a fondo la estructura y el movimiento de sus alas para replicarlos en un modelo robótico.
These wings are made of flexible materials and magnetic particles. They move thanks to external magnetic fields, eliminating the need for batteries or heavy electronics. The wings replicate the vein patterns of monarch butterflies, giving them an optimal combination of rigidity and flexibility. This structure allows for passive deformation that improves flapping efficiency.
Estas alas están hechas de materiales flexibles y partículas magnéticas. Se mueven gracias a campos magnéticos externos, lo que elimina la necesidad de baterías o componentes electrónicos pesados. Las alas replican los patrones venosos de las mariposas monarca, lo que les proporciona una combinación óptima de rigidez y flexibilidad. Esta estructura permite una deformación pasiva que mejora la eficiencia del aleteo.
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The manufacturing process used powder bed fusion 3D printing to create the wings using a composite of thermoplastic polyurethane and microscopic magnetic particles. This material responds to external magnetic fields, eliminating the need for conventional batteries or motors. When an external magnetic field is applied, the magnetic particles in the wings align, creating the flapping motion.
En el proceso de fabricación se empleó impresión 3D mediante fusión en lecho de polvo para crear las alas con un compuesto de poliuretano termoplástico y partículas magnéticas microscópicas. Este material responde a campos magnéticos externos, eliminando la necesidad de baterías o motores convencionales. Al aplicar un campo magnético externo, las partículas magnéticas en las alas se alinean, generando el movimiento de aleteo.
These wings can potentially be used in environmental research such as ecosystem monitoring and the study of pollinator populations or the exploration of hard-to-reach areas following natural disasters. This advancement in bio-inspired robotics demonstrates the potential of combining natural principles with emerging technologies to develop innovative and sustainable solutions in a variety of fields.
Estas alas pueden ser potencialmente usadas en investigación ambiental como monitoreo de ecosistemas y estudio de poblaciones de polinizadores o la exploración de áreas de difícil acceso tras desastres naturales. Este avance en la robótica bioinspirada demuestra el potencial de combinar principios naturales con tecnologías emergentes para desarrollar soluciones innovadoras y sostenibles en diversos campos.
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https://interestingengineering.com/innovation/robotic-wings-fly-with-no-batteries