Il robot volante ha un diametro inferiore a 1 centimetro ed è dotato di due piccoli magneti. L'applicazione di un campo magnetico esterno fa girare il robot, generando abbastanza sollevamento per aiutare il robot a volare.
Il robot volante ha un diametro inferiore a 1 centimetro ed è dotato di due piccoli magneti. L'applicazione di un campo magnetico esterno fa girare il robot, generando abbastanza sollevamento per aiutare il robot a volare
Un piccolo Robot volante ispirato agli insetti può cambiare la traiettoria e centrare obiettivi.
Come un calabrone che fluttua da un fiore all'altro, un nuovo robot volante ispirato agli insetti, creato dagli ingegneri dell'University of California, Berkeley, può andare in bilico, cambiare la traiettoria e persino colpire piccoli obiettivi. Il minuscolo dispositivo ha un diametro di meno di 1 centimetro e pesa solo 21 milligrammi. Connotati che lo rendono il robot wireless più piccolo del mondo in grado di effettuare un volo controllabile.
«Le api presentano notevoli capacità aeronautiche, come la navigazione, il broncio (rozio) e l'impollinazione, che robot volanti artificiali di scala simili non riescono a fare», ha affermato il dottor Liwei Lin (1), illustre professore di ingegneria meccanica presso l'UC Berkeley. «Questo robot volante può essere controllato in modalità wireless per avvicinarsi e colpire un bersaglio designato, imitando il meccanismo di impollinazione mentre un'ape raccoglie il nettare e vola via».
Il professor Lin è l'autore senior di un nuovo documento che descrive il robot sulla rivista Science Advances (2).
Affinché un robot voli, deve essere dotato di una fonte di alimentazione, come una batteria, ed elettronica per il controllo del volo, entrambi i quali possono essere difficili da integrare in dispositivi molto piccoli e leggeri. Per superare questo problema, Lin e il team UC Berkeley hanno utilizzato un campo magnetico esterno per alimentare il dispositivo e controllare il percorso di volo.
Il robot ha la forma di una piccola elica e include due piccoli magneti. Sotto l'influenza di un campo magnetico esterno, questi magneti sono attratti e respinti, facendo girare l'elica e generare abbastanza energia per sollevare il robot da terra. Il percorso di volo del robot può essere controllato con precisione modulando la resistenza del campo magnetico.
Il prossimo robot più grande con funzionalità di volo simili ha un diametro di 2,8 cm, quasi tre volte più grande del nuovo robot volante.
«I piccoli robot volanti sono utili per esplorare piccole cavità e altri ambienti complicati», ha dichiarato il dottor Fanping Sui (3), che è l'autore dello studio e ha recentemente completato un dottorato di ricerca in ingegneria presso UC Berkeley. «Questo potrebbe essere utilizzato per l'impollinazione artificiale o per l'ispezione di piccoli spazi, come l'interno di un tubo».
Attualmente, il robot è in grado di effettuare solo di volo passivo. Ciò significa che, a differenza degli aerei o più droni avanzati, non ha sensori di bordo per rilevare la sua posizione o la traiettoria corrente e non può regolare i suoi movimenti in tempo reale. Quindi, mentre il robot è in grado di fare percorsi di volo precisi, un improvviso cambiamento nell'ambiente - come un vento forte - potrebbe buttarlo fuori rotta.
«In futuro, cercheremo di aggiungere il controllo attivo, il che ci consentirebbe di cambiare l'atteggiamento e la posizione del robot in tempo reale», ha affermato il dottor Wei Yue, co-primo autore dello studio, laureato nel Liwei Lin Lab (4).
Il funzionamento del robot richiede anche un forte campo magnetico fornito da una bobina emettitrice di elettromagnetismo. Tuttavia, miniaturizzare ulteriormente il robot a meno di 1 mm di diametro - circa le dimensioni di una zanzara - potrebbe renderlo abbastanza leggero per essere controllato da campi magnetici molto più deboli, come quelli forniti dalle onde radio.
Oltre al nuovo robot ispirato ai calabroni, la squadra di Lin ha anche creato un robot ispirato all'arco assomigliante ad un scarafaggio (5) che può camminare sul pavimento e sopravvivere ad essere calpestato da un essere umano. Inoltre, Yue sta lavorando su nuovi robot “sciame” che possono lavorare insieme come formiche per raggiungere compiti che sarebbero impossibili per i singoli robot da raggiungere da soli.
«Sto lavorando con robot su scala di 5 millimetri che possono strisciare, rotolare e girare e possono anche lavorare insieme per formare catene e array o svolgere compiti ancora più difficili», ha detto Yue. «Potrebbero potenzialmente essere usati in un intervento chirurgico minimamente invasivo perché potremmo iniettarne un numero nel corpo e farli cooperare insieme per formare stent, ablamare coaguli o fare altri compiti».
Altri coautori includono Kamyar Behrouzi, Yuan Gao e Mark Mueller di UC Berkeley. Questo lavoro è stato supportato dal sensore di Berkeley e dal centro attuatore presso UC Berkeley.
Riferimenti:
(1) Liwei Lin
(2) Untethered subcentimeter flying robots
(3) Fanping Sui
(4) Liwei Lin Lab
(5) You can’t squash this roach-inspired robot
Descrizione foto: Il robot volante ha un diametro inferiore a 1 centimetro ed è dotato di due piccoli magneti. L'applicazione di un campo magnetico esterno fa girare il robot, generando abbastanza sollevamento per aiutare il robot a volare. - Credit: Adam Lau/Berkeley Engineering.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: UC Berkeley engineers create world’s smallest wireless flying robot