Al Microrobotics Lab dell’Università di Harvard l’ingegnere John Paulson ha creato RoboBee, un insetto robot capace di volare e nuotare con eguale abilità. Si tratta di un primissimo passo verso lo sviluppo di veicoli che possano passare dal cielo all’acqua senza difficoltà.
Al Microrobotics Lab dell’Università di Harvard, in collaborazione con un team di colleghi biologi ed esperti dell’evoluzione, l’ingegnere John Paulson ha creato RoboBee, un insetto robot capace di volare e nuotare con eguale abilità. Un po’ come al Georgia Tech, dove si sono ispirati ai gatti per non far cadere i robot, Paulson si è ispirato (oltre che alle api, come dice il nome) alle pulcinelle di mare per realizzare il suo insetto ibrido: questi uccelli sono una delle specie più affascinanti del nostro pianeta proprio per la loro capacità di muoversi in diversi ambienti, sfruttando le ali per spostare efficacemente il loro corpo sia nell’acqua che fuori.
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Le misure ridotte di RoboBee
Ad Harvard sono al lavoro su RoboBee da più di dieci anni, apportando continue migliorie a questo mini-robot che è più piccolo di una graffetta. Ma una graffetta decisamente singolare: grazie a dei “muscoli” artificiali creati con piccole strisce di materiale piezoelettrico, RoboBee batte le sue microscopiche ali 120 volte al secondo (più della media di un colibrì). Eppure le sue piccole dimensioni sono state anche uno degli ostacoli più complicati da superare, perché ovviamente non è in grado di “rompere” la tensione superficiale dell’acqua mentre vola.
L’acqua è circa mille volte più densa dell’aria, precisano gli inventori del piccolo robot, perciò normalmente finirebbe per spezzarne le ali
Un percorso di sola andata (per ora)
La soluzione è stata fare in modo che, al momento della transizione aria-acqua, RoboBee si posizioni con una certa angolazione, rallenti per qualche secondo le ali (scendendo a nove battiti al secondo) e “unceremoniously”, come dicono i ricercatori, ovvero senza tante storie si lasci sprofondare nel liquido.
Il più grande limite di RoboBee è che a oggi non è ancora in grado di fare il percorso inverso, ovvero può passare dall’aria all’acqua, ma non uscirne nuovamente senza spezzarsi le ali. E questa è la prossima sfida che Paulson, Chen e gli altri collaboratori affronteranno ad Harvard nei mesi a venire. In ogni caso sono già molto fiduciosi nell’idea che le dimensioni ridotte di questa loro prima creatura non saranno un limite, e che le ricerche condotte finora saranno facilmente applicabili a veicoli su ben altra scala.
Sciami di RoboBee
Per ora il team di Harvard (che nelle ultime fasi di ricerca ha coinvolto nuovi scienziati dal Department of Organismic and Evolutionary Biology e dal Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) deve occuparsi di risolvere due punti principali, che vanno a braccetto: l’alimentazione e il decision making. Oggi ogni RoboBee vola e si sposta grazie a un piccolo cavo tramite il quale arriva l’energia e gli vengono impartite le indicazioni, ma l’obiettivo -reso difficile proprio dalle piccole dimensioni- è arrivare a dei robot wireless.
In un futuro nel quale RoboBee vola in autonomia e senza problemi di alimentazione, i ricercatori lo vedono impiegato in vari ambiti, dallo studio dell’entomologia e della biologia dello sviluppo fino al monitoraggio delle sostanze chimiche e all’impollinazione artificiale. La chiave, spiegano, risiede proprio nell’ispirazione tratta dagli insetti, nel passaggio dalla biologia all’informatica: grazie alla swarm intelligence utilizzata in robotica (o intelligenza dello sciame, la stessa in atto nella coordinazione di insetti sociali come le api o di stormi di uccelli) uno sciame di RoboBee potrebbe portare a termine azioni complesse. Anche su questo fronte gli ingegneri di Harvard sono al lavoro, sfruttando i linguaggi di programmazione Karma e OptRAD..
Studiare un veicolo sottomarino volante
RoboBee è un’invenzione con un grande potenziale ma che, attualmente è ancora all’inizio del suo percorso di sviluppo. L’idea di un veicolo che possa passare senza problemi dal cielo all’acqua, più specificamente un sottomarino volante, ha occupato i progetti degli ingegneri per decenni prima di arrivare ad Harvard e prendere forma come insetto ibrido.
Inizialmente, e si parla praticamente della Seconda Guerra Mondiale, il progetto fu guidato dal russo Boris Ushakov. Venne però abbandonato molto presto a causa degli insuccessi (era il 1939) per poi essere ripreso e accantonato nuovamente nel 1953. Non è semplice conciliare le diverse necessità di un veicolo destinato al volo e di uno che si muove in acqua: più di 60 anni dopo cominciamo a farcela.
