Il regno animale è una ricca fonte di ispirazione per la robotica. E alle meraviglie del mondo animale hanno rivolto la loro attenzione gli ingegneri dell’Istituto di tecnologia della Californa (Caltech) e i ricercatori dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign (Uiuc) per mettere a punto un innovativo drone, che hanno chiamato Bat Bot, che riprende concettualmente la struttura di un pipistrello.
Il motivo di questa scelta è presto detto. Nella loro evoluzione i pipistrelli hanno sviluppato uno dei più complessi sistemi di volo, grazie alla conformazione dinamica delle ali che contano più di 40 articolazioni attive e passive e che consentono loro di eseguire manovre aeree estremamente complesse. Caratteristiche che da tempo hanno attratto l’attenzione di scienziati e ingegneri che cercano di riprodurre questo meccanismo per creare dispositivi volanti.
Una prospettiva che pone però anche notevoli sfide tecnologiche per la modellazione del robot, la progettazione e il controllo del volo.
Struttura di pipistrello, ma semplificata
Sfide che i ricercatori americani sembrano aver superato, partendo dal modello naturale e semplificandone la complessità, per mettere così a punto il loro drone capace di comportarsi in modo simile al mammifero volante, come hanno descritto in un articolo pubblicato su Science Robotics e come si vede in questa presentazione
Bat Bot è infatti un drone che pesa solo 93 grammi, con un’apertura alare di circa 30 centimetri, ed è guidato da un piccolo computer di bordo e da una serie di sensori che gli permettono di volare in modo autonomo. Nel suo sviluppo le articolazioni sono state ridotte a nove, mentre la sua struttura è stata costruita utilizzando tubi in fibra di carbonio, materiale estremamente resistente leggero.
Ali sottili e superleggere
Ma, insieme alle articolazioni, altro aspetto che ha a lungo impegnato i ricercatori è stato trovare un materiale che garantisse le stesse caratteristiche della membrana delle ali del pipistrello. Questa è molto sottile e quando l’ala viene mossa verso il basso permette di creare una piccola sacca d’aria che, una volta rilasciata nel prosieguo del movimento, fornisce all’animale una spinta propulsiva che ne aumenta la velocità.
Per farlo è stata sviluppata una sottile pellicola di silicone con spessore di soli 56 micron (un millesimo di millimetro), soluzione che garantisce a Bat Bot di restare in aria utilizzando molta meno energia rispetto ad altri droni.
Una via alternativa per il futuro dei droni
Il prototipo realizzato, però, al momento presenta grandi limiti di autonomia, legati al peso delle batterie, e meccanismi ancora troppo fragili per poter volare al di fuori di ambienti chiusi. Problemi che i ricercatori pensano di poter superare nel prossimo futuro. La strada aperta da Bat Bot, infatti, è considerata molto promettente e un’alternativa molto valida ai droni tradizionali, dotati cioè di eliche rotanti, in quanto risultano più sicuri per eseguire compiti di sorveglianza o ispezione in luoghi popolati da essere umani, o anche all’interno di ambienti chiusi.
