RoboBee: Le api robotiche sempre più simili alle controparti biologiche

L’ape robotica sviluppata dall’Università di Harvard, soprannominata RoboBee, ha raggiunto un nuovo traguardo ingegneristico per quanto concerne le capacità di volo.

RoboBee, da cui hanno preso spunto le api robotiche per la coltivazione di pomodori, può ora librarsi in aria con maggiore efficienza, avendo raggiunto capacità di manovra paragonabili a quelle della sua controparte organica, il calabrone. L’implementazione del controllo di precisione sulla rotta, e il movimento laterale in volo, hanno permesso al piccolo robot di efficientare una serie di scenari applicativi in cui potrebbe essere utilizzato.

Un esempio è la crescente necessità di esplorare aree ostili all’uomo, come attesta lo studio della Nasa che verterebbe sull'utilizzare uno sciame di api robot per l'esplorazione marziana. Inoltre, come affermato da Rebecca McGill, dottoranda di scienze dei materiali e ingegneria meccanica ad Harvard: “Un'area particolarmente eccitante per l’applicazione di questi robot è l'agricoltura assistita, poiché possono svolgere un ruolo centrale in attività come l'impollinazione, tentando di imitare l’operato di insetti e uccelli biologici”.

Tuttavia, l’obbiettivo raggiunto non è stato privo di ostacoli tecnici. Diversamente dai veicoli ad ala fissa, come elicotteri o droni, i “microrobot” ad ala battente devono muovere le ali a velocità diverse per eseguire manovre. Questo tipo di movimento rotatorio induce una forza aggiuntiva da tenere strettamente sotto controllo, chiamata coppia di imbardata. Per affrontare questo problema, McGill e il suo team hanno sviluppato un nuovo modello matematico che codifica come i diversi segnali di flapping associati al volo influenzino le relative forze, determinando la migliore combinazione per la coppia di imbardata (insieme a spinta, coppia di rollio e coppia di beccheggio) in tempo reale.

"Il modello migliora la nostra comprensione di quanta coppia di imbardata viene prodotta da diversi segnali di sbattimento, offrendo prestazioni di imbardata migliori e controllabili in volo", spiega McGill. Con il nuovo modello di elaborazione dei dati, il RoboBee è stato in grado di volare in cerchio mantenendo lo sguardo concentrato sul punto centrale, imitando uno scenario in cui il veicolo mette a fuoco un bersaglio mentre gli gira intorno. I ricercatori coinvolti nel progetto osservano che questo tipo di innovazione non solo aiuterà i robot in compiti come l’impollinazione o la risposta a stati di emergenza, ma fornirà anche interessanti sviluppi sulla biologia.

"I robot ad ala battente sono eccitanti perché ci danno la possibilità di esplorare e conoscere i meccanismi di volo degli insetti e degli uccelli attraverso l'imitazione, creando un percorso di scoperta "bidirezionale" verso la robotica e la biologia" ha dichiarato Nak-seung Patrick Hyun, uno dei ricercatori coinvolti nel progetto. A proposito, vi siete mai chiesti cosa accadrebbe se le api si estinguessero?