Un robot ispirato alla natura utilizza l’acqua nella quale nuota per creare un propellente e lanciarsi in volo.
Il robot ibrido, in grado di compiere “salti” di 26 metri fuori dall’acqua una volta decollato, può essere utilizzato per raccogliere campioni d’acqua in ambienti inquinati, o capire gli effetti di un’inondazione.
Il dispositivo in grado di passare dalla modalità ‘natante’ a quella volante è l’ideale in queste situazioni, ma solitamente richiede troppa energia, difficile da ottenere per sistemi di piccole dimensioni.
Oggi i ricercatori dell’Imperial College a Londra hanno inventato un sistema che richiede soli 0.2 grammi di carburo di calcio. L’unica parte mobile di tutto il robot è una piccola pompa che estrae l’acqua e la immette in una camera di combustione.
Acqua e carburo di calcio si combinano così nella camera di combustione, producendo un gas acetilene infiammabile. L’espansione di questo gas ‘spara’ il robot lontano dall’acqua come un jet.
I dettagli della ricerca sono stati pubblicati su Science Robotics.
Il dr. Mirko Kovac, direttore dell’Aerial Robotics Laboratory all’Imperial College e capo della ricerca, dice: “la transizione acqua-aria è un processo intensivo, difficile da ottenere su piccola scala per velivoli che devono essere necessariamente leggeri. Abbiamo usato elementi chimici reagenti con l’acqua per ridurre la dotazione (e il peso) del velivolo. L’acqua stessa agisce come un pistone, e abbiamo creato un ciclo completo di combustione con una sola parte mobile”.
I test
Il team ha testato il robot ibrido in laboratorio, in un lago ed in una piscina a onde, osservando come la reazione ed il volo avvengano anche in condizioni estreme, con sollecitazioni anche 25 volte più forti del peso complessivo del dispositivo (160 grammi).
Prima di ricaricare il suo serbatoio d’acqua il robot può ripetere diverse volte il “mini volo” da 26 metri. Un modo per percorrere anche distanze relativamente lunghe senza elettricità e senza il dispendio energetico di soluzioni molto più complesse.
Il team sta lavorando con i Laboratori Federali Svizzeri di tecnologia e scienza dei materiali (Empa) per costruire nuovi veicoli con lo stesso principio, e sperimentare materiali e scenari differenti (come ad esempio piattaforme petrolifere oceaniche o barriere coralline).
Raphael Zufferey, co-autore della ricerca, dice: “Questo tipo di robot senza filo può essere davvero utile in ambienti difficili da monitorare”.
Questo è un lavoro per un pesce con le ali!
Referenze scientifiche:
- R. Zufferey, A. Ortega Ancel, A. Farinha, R. Siddall, S. F. Armanini, M. Nasr, R. V. Brahmal, G. Kennedy and M. Kovac. Consecutive aquatic jump-gliding with water-reactive fuel. Science Robotics, 2019 DOI: 10.1126/scirobotics.aax7330
