Atterraggio sicuro grazie alle zampe di serpente

Spektrum der Wissenschaft

3.5.2025

Traduzione: tradotto automaticamente

Le minuscole macchine volanti potrebbero un giorno impollinare fiori o cercare persone scomparse. Ma finora non sono state in grado di atterrare in modo sicuro. I ricercatori li hanno ora modellati sulle lunghe zampe dei moscerini.

Si chiamerà RoboBee, o ape robot, ma a prima vista il mini drone ha poco a che fare con l'imenottero a strisce nere e gialle. Il piccolo velivolo che ronza autonomamente ricorda più un serpente. Questo è dovuto principalmente al fatto che la creatura meccanica è già in grado di volare, tuffarsi e librarsi come un vero insetto, ma finora ha faticato ad atterrare. La soluzione: zampe lunghe e articolate come quelle delle lumache o dei tessitori, che facilitano il passaggio dall'aria al suolo e permettono di atterrare dolcemente. Questo è ora riportato da un team di ricerca della Harvard School of Engineering sulla rivista specializzata «Science Robotics». I video mostrano che sono riusciti a far decollare l'insetto artificiale da una foglia di pianta e a farlo atterrare di nuovo.

Oltre alle lunghe zampe, il robot è stato dotato di un sistema di controllo aggiornato che lo aiuta a rallentare durante l'avvicinamento. Questi miglioramenti proteggono i sensibili attuatori piezoelettrici di RoboBee, che possono rompersi facilmente durante atterraggi bruschi e collisioni. «In passato, dovevamo spegnerlo appena sopra il suolo al momento dell'atterraggio, lasciarlo semplicemente cadere e pregare che atterrasse in posizione verticale e in sicurezza», afferma l'ingegnere e co-autore Christian Chan in un comunicato stampa. L'atterraggio è stato problematico anche perché l'oggetto volante è così piccolo e leggero. Pesa appena un decimo di grammo e ha un'apertura alare di tre centimetri. Quando sbatte le ali, il drone crea dei vortici d'aria che gli tolgono la stabilità in prossimità del suolo. Per risolvere il problema, il team di ricerca ha scoperto che il drone non è in grado di volare in modo autonomo.

Per risolvere il problema, Christian Chan e il suo collega Nakseung Hyun si sono ispirati alla natura per riprogettare l'unità di atterraggio. Hanno trovato le zampe adatte nella superfamiglia biologica Tipuloidea. Queste includono zanzare, moscerini e moscerini. «Il rapporto tra l'apertura alare e le dimensioni del corpo del nostro RoboBee era già simile a quello dei Tipuloidea», spiega Chan. Hanno scoperto che gli insetti hanno appendici lunghe e articolate, che probabilmente danno loro la possibilità di ammortizzare gli atterraggi. Utilizzando gli esemplari del database del Museo di Zoologia Comparata di Harvard, il team ha creato prototipi di diverse architetture di zampe e ha scelto un design che ricorda la segmentazione delle zampe e la disposizione delle articolazioni dei Tipuloidea.

Le dimensioni ridotte e le capacità di volo simili a quelle degli insetti di RoboBee, che è in fase di sviluppo dal 2012 e viene continuamente migliorato, offrono affascinanti possibilità di applicazioni future, tra cui il monitoraggio ambientale e la risposta ai disastri. Secondo il comunicato stampa, una delle applicazioni preferite di Chan è l'impollinazione artificiale. Tuttavia, l'idea che un giorno sciami di RoboBees ronzino autonomamente nei giardini e nei campi è forse da film di fantascienza.

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