I droni-uccello che volano senza bisogno di energia elettrica

Alcuni scienziati olandesi hanno sviluppato un drone simile a un uccello che utilizza “ali” artificiali per rimanere in volo. Con un peso di circa 1,5 libbre, il dispositivo ha dimostrato di fare un uso sorprendentemente ridotto delle sue eliche, utilizzandole solo per lo 0,25% del tempo mentre si libra in una galleria del vento controllata. Per contro, la modalità di volo standard richiede un utilizzo delle eliche pari al 38%. Per mettere questo dato in prospettiva, la spinta propulsiva è stata ridotta di oltre 150 volte, mostrando un sostanziale miglioramento dell’efficienza del drone-volatile. I ricercatori hanno soprannominato questa modalità di volo “impennaggio orografico”, una tecnica simile a quella che gli uccelli utilizzano per volare sfruttando le correnti d’aria verso l’alto regolando abilmente la velocità di discesa per mantenere l’equilibrio. Secondo The Byte, una precedente iterazione dell’esperimento sui droni-uccello non utilizzava affatto le eliche, dimostrando il potenziale di questo approccio innovativo. Replicare l’intricata meccanica del volo biologico è una sfida formidabile. In confronto, anche i droni di consumo più avanzati riescono a volare solo per 30 minuti, circa. Uno degli ostacoli più significativi per i progettisti di droni per uccelli è il raggiungimento di una potenza di propulsione costante, spesso chiamata “resistenza al volo”.

Quando il vento cambia

I ricercatori hanno ideato un algoritmo autonomo per regolare le risposte del loro drone-uccello alle variazioni del vento. Questo algoritmo elabora i dati provenienti da vari sensori durante il volo, tra cui la misurazione della velocità dell’aria, la navigazione GPS e gli input visivi di una telecamera. “Quando il campo di vento cambia, il drone si adatta all’ambiente e cambia la sua posizione in modo autonomo“, ha spiegato Sunyou Hwang, autore principale dello studio, ancora da sottoporre a revisione, e ingegnere aerospaziale presso la Delft University of Technology nei Paesi Bassi. “Anche se la durata del volo non ha superato i 30 minuti, il risultato è degno di nota se si considera il design semplicistico del drone-uccello e la minima dipendenza dalla propulsione e dall’intervento esterno. Tuttavia, il vero test del drone è oltre i confini della galleria del vento”. Jonathan Aitken, professore specializzato in controllo e sistemi automatici presso l’Università di Sheffield, ha lodato i risultati promettenti per l’applicazione nei droni compatti. Tuttavia, ha sottolineato la necessità che l’algoritmo del drone uccello si adatti rapidamente alle dinamiche del vento del mondo reale per garantire prestazioni ottimali.

Ancora una volta gli scienziati guardano alla natura come fonte di ispirazione per la progettazione di droni

Invece di affidarsi ad ali o eliche fisse, questi droni uccello incorporano ali che sbattono, imitando l’elegante movimento degli uccelli in volo. Questo approccio innovativo offre numerosi vantaggi, in particolare una maggiore agilità e manovrabilità. I recenti progressi nei biomateriali sintetici, nei veicoli aerei senza equipaggio (UAV) e nell’intelligenza artificiale hanno portato il concetto di ornitottero all’avanguardia nell’innovazione dei droni. Gli ornitotteri, velivoli che raggiungono il volo attraverso il battito ritmico delle ali, emulano da vicino la meccanica del volo degli uccelli. Con il progredire della tecnologia e l’approfondimento della comprensione della meccanica del volo degli uccelli, si prevedono ulteriori progressi nella progettazione di droni ispirati agli uccelli. Queste innovazioni hanno il potenziale per rimodellare i settori, ridefinire le capacità aeree.

• AOSoar: Autonomous Orographic Soaring of a Micro Air Vehicle