Quando si tratta di eseguire manovre acrobatiche, questo drone sembra rivaleggiare con gli uccelli.
Ma i robot volanti stanno anche diventando abili in un’altra prodezza di agilità aviaria che è quasi altrettanto sorprendente: la capacità di atterrare e appollaiarsi su qualsiasi oggetto o superficie, dai rami degli alberi ai cavi telefonici, senza cadere.
I ricercatori della Stanford University, ad esempio, hanno sviluppato un dispositivo chiamato SNAG, che può essere collegato a un drone quadricottero per dargli piedi e gambe simili a quelli di un falco pellegrino. Quando equipaggiato con il dispositivo, il drone è in grado di volare in giro catturando e trasportando oggetti e di appollaiarsi su varie superfici, secondo un comunicato stampa di Stanford datato 1 dicembre 2021, che descrive il lavoro. Ma non è stato facile duplicare l’agilità degli uccelli. I ricercatori hanno filmato video di piccoli pappagalli che volano avanti e indietro tra speciali trespoli che contenevano sensori per misurare le forze fisiche di atterraggio e decollo.
“Ciò che ci ha sorpreso è che eseguono le stesse manovre aeree, indipendentemente dalle superfici su cui stavano atterrando”, ha spiegato nel comunicato stampa uno dei ricercatori, William Roderick.
Roderick ha un dottorato di ricerca in ingegneria meccanica ed è autore, con i professori di ingegneria Mark Cutkowsky e David Lentink, di un articolo sul progetto, pubblicato il 1° dicembre 2021 sulla rivista Science Robotics. “Gli uccelli lasciano che i piedi gestiscano la variabilità e la complessità della trama della superficie stessa”, ha affermato.
Dare ad un drone capacità simili ha richiesto molto ingegno tecnologico
SNAG ha una struttura stampata in 3D che emula le ossa leggere di un falco e ciascuna delle sue gambe è dotata di un motore per muoversi avanti e indietro e un secondo per afferrare. I meccanismi nelle gambe del robot sono progettati per assorbire l’energia dell’impatto e convertirla passivamente in forza di presa, proprio come farebbero i tendini di un uccello. Di conseguenza, un drone equipaggiato con il dispositivo può afferrare qualcosa di forte in soli 20 millisecondi. Una volta che i piedi del robot sono avvolti attorno a un trespolo, le sue caviglie si bloccano e un accelerometro, un dispositivo che misura le vibrazioni, rileva l’atterraggio e attiva un algoritmo di bilanciamento per stabilizzarlo sul trespolo.
Altrove, anche i ricercatori di altre istituzioni hanno lavorato per anni per dare ai droni la capacità di atterrare e aggrapparsi a qualcosa. Come spiega un articolo dello Smithsonian del 2019, essere in grado di atterrare in vari luoghi aiuta i droni a conservare l’energia che devono spendere per rimanere in volo. Questo è importante, perché il tempo di volo dei velivoli robotici è limitato dalla carica della batteria.
Ci sono innumerevoli possibili applicazioni per questo robot, tra cui ricerca e salvataggio e monitoraggio degli incendi; può anche essere collegato a tecnologie diverse dai droni. La vicinanza dello SNAG agli uccelli consente anche approfondimenti unici sulla biologia aviaria. Ad esempio, i ricercatori hanno utilizzato il robot con due diverse disposizioni delle dita: anisodattilo, che ha tre dita davanti e una dietro, come un falco pellegrino, e zigodattilo, che ha due dita davanti e due dietro, come un pappagallo. Hanno scoperto, con loro sorpresa, che c’è pochissima differenza di prestazioni tra i due.
Per Roderick una delle applicazioni più interessanti possibili per SNAG è nella ricerca ambientale. A tal fine, i ricercatori hanno anche collegato al robot un sensore di temperatura e umidità, che Roderick ha utilizzato per registrare il microclima in Oregon. “Parte della motivazione alla base di questo lavoro era creare strumenti che possiamo utilizzare per studiare il mondo naturale”, ha affermato Roderick. “Se potessimo avere un robot in grado di agire come un uccello, questo potrebbe sbloccare modi completamente nuovi di studiare l’ambiente”.
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