Un drone per transizioni ultraveloci tra aria e acqua

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Il nuovo drone con disco aspirante ispirato ai pesci si aggrappa agli oggetti in
Il nuovo drone con disco aspirante ispirato ai pesci si aggrappa agli oggetti in movimento per risparmiare energia e può passare rapidamente dall’aria all’acqua. Immagine: Università Beihang / Scienza Robotica

Un nuovo robot è in grado di passare da drone subacqueo a veicolo aereo in meno di un secondo. Il robot è inoltre dotato di un disco di aspirazione ispirato al pesce remora, che gli consente di agganciarsi a oggetti in movimento bagnati o asciutti per ridurre in modo significativo il suo consumo energetico. È stato progettato per il monitoraggio biologico e ambientale degli ecosistemi marini, come ad esempio il monitoraggio dell’inquinamento oceanico in mare aperto, come sottolineano gli scienziati della Beihang University, dell’Imperial College di Londra e dell’Empa in un nuovo studio pubblicato su Science Robotics.

La transizione ultraveloce da drone subacqueo a veicolo aereo in meno di un secondo si basa su un nuovo design dell’elica, che rende il passaggio da un ambiente all’altro più rapido rispetto alla maggior parte dei precedenti robot aereo/acquatici. Progettato da un team di scienziati provenienti da Cina, Regno Unito e Svizzera, il versatile robot e il suo disco adesivo bio-ispirato potrebbero essere adattati per la ricerca sulla sorveglianza aerea e acquatica in ambienti aperti.

È noto che i droni non vincolati possono facilitare le spedizioni di ricerca e gli studi sulla fauna selvatica in ambienti ampi o remoti come l’alto mare, ma rimangono alcuni vincoli. Ad esempio, i droni non legati non sono la scelta migliore per le missioni a lungo termine, poiché non hanno fonti di alimentazione esterne su cui contare in caso di guasto della batteria. Per ovviare a questa limitazione, gli scienziati hanno stampato in 3D un robot aereo-acquatico senza fili che riduce il suo consumo energetico facendosi accompagnare. Il robot è dotato di una ventosa ispirata ai pesci remora, una famiglia di specie note per i loro dischi adesivi che permettono loro di aggrapparsi a creature marine come balene e squali. Il disco del robot telecomandato può aderire a superfici asciutte e bagnate di diversa consistenza, anche su oggetti in movimento.

Nei test, il robot si è aggrappato a un veicolo ospite che nuotava per ottenere immagini del fondale marino con paguri, capesante e alghe. "Il nostro studio dimostra come sia possibile prendere il meccanismo di adesione di Remora e combinarlo con i sistemi di robotica aerea per ottenere nuovi metodi di mobilità per la robotica", afferma Mirko Kovac, che dirige sia il Materials and Technology Center of Robotics dell’Empa sia l’Aerial Robotics Lab dell’Imperial College.

Nel processo, il robot autostoppista ha consumato quasi 20 volte meno energia di quanta ne avrebbe consumata utilizzando l’autopropulsione. Attraverso gli esperimenti all’aperto, il team è riuscito a dimostrare che il robot è in grado di fare l’autostop, di registrare video durante le transizioni aria-acqua e di eseguire operazioni di recupero dati in ambienti di acqua dolce e salata.

Transition ultrarapide entre l'eau et l'air - le nouveau robot bioinspiré. Vidéo : Empa (Source: Beihang University / Science Robotics)