Les ales del tipus membrana, molt primes i lleugeres, són una de les opcions més prometedores per a vehicles aeris no tripulats (UAV) que han de volar en condicions difícils: atmosferes molt primes, com la de Mart, o dissenys miniaturitzats on cada gram compta. Un dels seus referents naturals són les ales corrugades dels insectes, amb plecs que la biologia ha anat perfeccionant durant milions d'anys, però traduir aquest disseny a un vehicle artificial eficient no és senzill.
El professor Masahiro Kanazaki i el seu equip a la Universitat Metropolitana de Tòquio, amb Taro Imamura com a coautor, han publicat a la revista Computers and Fluids un mètode que fa servir un algorisme evolutiu d'optimització multiobjectiu (conegut com NSGA-II) per explorar de manera sistemàtica milers de patrons de corrugació possibles. Per aïllar l'efecte de la forma dels plecs de l'influx del gruix de la vora d'atac de l'ala, els investigadors han treballat amb un model de «gruix zero», una simplificació computacional que permet centrar l'anàlisi exclusivament en el relleu de la superfície. El sistema ha identificat dues famílies de dissenys òptims: uns, amb corrugacions prop de la vora d'atac que generen petits remolins d'aire i redueixen la fricció per sota de la d'un full pla; uns altres, amb corrugació mínima, un perfil general convex i una lleugera concavitat prop de la vora de sortida, que maximitzen la sustentació.
El resultat és rellevant perquè automatitza una feina de disseny que fins ara requeria assajar formes de manera manual o amb intuïció d'enginyeria, i que l'algorisme pot explorar de manera molt més exhaustiva i ràpida. Els autors situen l'aplicació pràctica en ales de tipus membrana per a drons que operin en règims de baix nombre de Reynolds, com la fina atmosfera marciana o dispositius voladors miniaturitzats amb recursos energètics limitats.
Es tracta, amb tot, d'un resultat obtingut amb un model computacional simplificat de gruix zero, no encara amb una ala física fabricada i provada en un túnel de vent real: el pas de la simulació a un prototip volador manejable és el que confirmarà, o no, els avantatges que el mètode prediu sobre el paper. La recerca ha comptat amb finançament de la beca JSPS KAKENHI número 24K01083.