Varie gocce di libellula Lin Lab
La natura è una perfetta risolutrice di problemi. Dopotutto, ha avuto miliardi di anni di iterazione evolutiva per capire (in modo indiretto) cosa funziona e cosa no. Per questo motivo, i ricercatori spesso guarda il mondo naturale per trovare risposte – anche quando stanno risolvendo un problema che, tecnologicamente, potrebbe essere piuttosto nuovo.
Contenuti
- I segreti della libellula
- Costruire robot migliori
Questo è ciò a cui hanno attinto i ricercatori dell’Imperial College di Londra nel Regno Unito durante un recente progetto volto a trovare nuovi modi per costruire piccoli veicoli aerei come i droni. Nello specifico, volevano sapere come realizzare meglio robot volanti in grado di eseguire azioni come correggere il volo quando vengono portati fuori rotta. Quale modo migliore per farlo se non studiando l'umile libellula?
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“Le libellule fanno parte di un gruppo, chiamato paleotteri, che furono tra i primi a dividersi quando gli insetti svilupparono il volo, diverse centinaia di milioni di anni fa”,
Sam Fabiano, un ricercatore associato post-dottorato nel dipartimento di bioingegneria del college, ha detto a Digital Trends. “Non sono rimasti del tutto immutati nel tempo, ma la loro struttura corporea lunga e a quattro ali è generalmente coerente e sembra averli serviti bene. Le libellule sono insetti relativamente grandi e da adulti sono tutti predatori aerei, che richiedono loro di inseguire e intercettare le prede, superando in astuzia quando necessario. Il risultato di questa pressione evolutiva è [che] stiamo guardando una macchina di volo finemente sintonizzata che ha molto da insegnarci”.I segreti della libellula
Gli entomologi studiano gli insetti da molti anni. Ma ciò che offre agli investigatori un netto vantaggio nel farlo nel 2021 sono gli strumenti a disposizione per aiutarli. In questo studio, i ricercatori imperiali volevano raccogliere informazioni dettagliate sul percorso le libellule eseguono un movimento chiamato "beccheggio", una sorta di salto mortale all'indietro capovolto, per raddrizzarsi nell'aria.
Per raggiungere questo obiettivo, hanno dotato 20 libellule più darter di minuscoli magneti e punti di rilevamento del movimento in modo che potessero potrebbe catturare, in 3D, informazioni dettagliate sul modo in cui le libellule eseguono questo agile gesto acrobazie. Hanno anche utilizzato telecamere ad alta velocità per documentare i movimenti.
Hanno scoperto che la forma delle libellule è fondamentale per il loro atletismo. In effetti, la loro forma è tale che le libellule si girano addirittura per raddrizzarsi a mezz'aria quando perdono conoscenza e poi cadono. Sarebbe come se un drone perdesse potenza e trovasse comunque un modo per correggere la sua rotta.
"Tendiamo a pensare che le libellule e altri insetti debbano lavorare costantemente per mantenere l'equilibrio mentre volano, elaborando tutti i tipi di informazioni [come] la vista", ha detto Fabian. “Ciò è in parte dovuto alle loro piccole dimensioni, il che significa che l’aria sembra più densa e aumenta la manovrabilità, ma rende anche più difficile fare cose come la planata. Le libellule sembrano essere proprio al limite di questo effetto, essendo insetti relativamente grandi, in grado di usare la passiva meccanismi per planare e raddrizzarsi, ma comunque in grado di librarsi ed eseguire imprese impressionanti manovrabilità. Questo è il tipo di cose che potremmo voler integrare nei futuri progetti robotici, in modo tale che siano in grado di utilizzare la passività meccanismi di stabilità per essere più robusti e utilizzare meno informazioni sensoriali, ma anche in grado di compiere grandi imprese se necessario."
Costruire robot migliori
I ricercatori non sono ancora passati alla fase del progetto relativa alla costruzione vera e propria di una libellula robotica. Ma indipendentemente dal fatto che questo sia sulla loro tabella di marcia, ricerche come questa – che sarebbero state molto più difficili solo pochi anni fa – potrebbero aiutare a definire la forma dei robot volanti di domani.
“La principale potenziale applicazione delle intuizioni del nostro lavoro sarebbe la riduzione del calcolo sforzo ed energia che i piccoli veicoli volanti dovrebbero impiegare per mantenere la stabilità”, Fabian disse. “Se riusciamo a costruire meccanismi passivi che consentano stabilità e un’elevata manovrabilità, basati sulla postura, possiamo migliorare notevolmente le loro capacità e la gamma di comportamenti che ci aspettiamo loro."
Recentemente è stato pubblicato un articolo che descrive il lavoro pubblicato sulla rivista Proceedings of the Royal Society B.
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