Questo robot funziona solo con il vento e non ha bisogno di una batteria
Nessuna batteria, nessun volo di rifornimento, nessuna interruzione della ricarica: il robot itinerante dell'Università di Cranfield si muove esclusivamente grazie all'energia eolica ed è progettato per esplorare anche gli ambienti estremi più remoti.
Nei deserti o nelle zone polari, c'è una cosa che abbonda: Il vento. Questo è esattamente ciò che un team di ricerca della Cranfield University sta sfruttando. Con il Wander-bot, gli scienziati hanno sviluppato un robot che sfrutta questa risorsa per la propulsione, aggirando così una debolezza fondamentale dei classici robot da campo: la loro dipendenza da fonti energetiche limitate.
L'ispirazione di questo robot deriva dalla sua capacità di essere utilizzato come mezzo di trasporto.
L'ispirazione proviene da un angolo inaspettato. L'artista olandese Theo Jansen costruisce sculture cinetiche dagli anni '90, che chiama Strandbeesten. Queste costruzioni in filigrana fatte di tubi di plastica si muovono sulle spiagge grazie al vento. Senza motore, senza elettricità, solo grazie a ingegnosi giunti a leva. Il team di ricerca dell'Università di Cranfield ha preso questo principio di movimento e lo ha trasferito alla robotica.
Fonte: Theo Jansen / Facebook
L'energia eolica al posto delle batterie: una differenza cruciale
Il movimento rappresenta circa il 20 percento del consumo energetico totale della maggior parte dei robot. Attingendo questa energia dall'energia eolica naturale, il Wander-bot diventa una soluzione efficiente per l'esplorazione e la mappatura a lungo termine di tipi di terreno sconosciuti. Ma il vantaggio va oltre: i componenti elettronici che verranno aggiunti alle versioni future per la raccolta o la trasmissione dei dati potrebbero essere dotati di una propria fonte di energia, più piccola e leggera.
C'è un altro vantaggio.
C'è un altro vantaggio che spesso viene trascurato nei sistemi tradizionali: L'uso di energia naturale aggira il problema della perdita di potenza nel tempo che si verifica con le fonti di energia convenzionali come le celle solari o le batterie ai radionuclidi. Le celle solari perdono rapidamente efficienza in ambienti polverosi, mentre le batterie ai radionuclidi si degradano continuamente nel corso degli anni. Il vento, invece, non richiede intervalli di manutenzione.
Tecnicamente, il robot si basa sulla combinazione di due principi collaudati: Il robot itinerante utilizza il meccanismo di accoppiamento Jansen insieme a una turbina eolica Savonius per guidare il suo movimento. La turbina cattura il vento, mentre l'ingranaggio di accoppiamento - derivato direttamente dallo Strandbeesten di Jansen - converte questa energia in un movimento organico e continuo.
Al tempo stesso, il principio ha dei limiti fisici: Sebbene la turbina Savonius funzioni in modo affidabile anche in caso di vento di direzione variabile, richiede una certa densità minima del vento. Questo non è possibile in tutti gli ambienti extraterrestri. La sottile atmosfera di Marte, ad esempio, consente solo una propulsione limitata.
Costruito per essere gettato via e portato avanti
Il team di ricerca ha preso una decisione di progettazione consapevole: Tutti i componenti sono interamente stampati in 3D e il design è stato volutamente mantenuto semplice per consentire una rapida riparazione e sostituzione delle parti.
Fonte: Cranfield University
A prima vista sembra un compromesso, ma in realtà è il contrario. In teoria, il Wander-bot può essere costruito ovunque e riparato con pezzi di ricambio stampati localmente. Questo elimina la necessità di missioni di rifornimento lunghe e costose. Una gamba rotta o un'articolazione difettosa non richiede l'interruzione della missione, ma solo un nuovo lavoro di stampa. Su altri pianeti, nel Sahara o alla stazione polare, questo fa una differenza fondamentale.
Ancora un prototipo, ma con una chiara tabella di marcia
Quello che ancora manca è la manovrabilità. Al momento, il robot da passeggio si muove in linea retta, il che è sufficiente per le prove iniziali, ma non per l'uso sul campo. Il team sta progettando di migliorare la manovrabilità in modo che il robot da passeggio possa cambiare direzione e affrontare terreni più impegnativi. Solo allora si capirà se il robot è in grado di mantenere le promesse di principio.
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