Ricercatori dell’Università finlandese di Tampere hanno sviluppato FAIRY, il primo robot con assemblaggio di polimeri capace di volare grazie al vento, e controllato dalla luce. Il risultato è una “fata artificiale” che può fluttuare nell’aria, alimentata e controllata da una fonte di luce, come un raggio laser o un LED. La soluzione sarà implementata per l’impollinazione in agricoltura
Cosa accadrebbe se le api scomparissero? Beh, probabilmente tutta l’umanità si estinguerebbe. Gli insetti impollinatori sono un elemento essenziale di praticamente qualsiasi ecosistema. e uno dei pezzi chiave dell’equilibrio naturale. Le api non sono in pericolo di estinzione tutt’altro, ma se l’evoluzione causa la loro scomparsa, l’essere umano deve essere pronto a sostituirle. Forse un’alternativa da considerare sono i robot impollinatori.
Questa è l’idea alla base di FAIRY (Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly), un progetto dei ricercatori Hao Zeng e Jianfeng Yang, dell’Università di Tampere. Questo prototipo di micro robot è stato costruito attraverso l’assemblaggio di diversi tipi di polimeri e dotato di un sistema che utilizza il vento naturale come impulso e movimento e la luce solare come strumento di controllo. Ecco come lo ha spiegato Zeng in una recente dichiarazione:
“È di gran lunga superiore ad altri prototipi precedentemente programmati. Questo seme artificiale è dotato di un morbido attuatore, realizzato in elastomero liquido cristallino e sensibile alla luce. I raggi del sole inducono azioni di apertura o chiusura delle setole sotto l’eccitazione della luce visibile e le consentono di muoversi e cambiare direzione. Il nostro robot è un passo importante verso applicazioni realistiche per l’impollinazione artificiale”.
Oltre i droni, i polimeri
Nell’ultimo decennio, il mercato dei veicoli aerei di piccole dimensioni dotati di eliche motorizzate ha registrato una rapida crescita. I recenti progressi nella comprensione dell’aerodinamica delle ali che sbattono hanno permesso la realizzazione di oggetti volanti simili a insetti che sono agili e robusti. Tuttavia, quei robot alimentati elettricamente incontrano grandi sfide nella miniaturizzazione a causa delle dimensioni del motore/attuatore e soprattutto del peso della batteria di bordo. Di recente, i materiali morbidi sensibili alla luce hanno dimostrato la loro capacità di attuazione unica, fornendo nuovi approcci per la miniaturizzazione di robot morbidi alimentandoli in modalità wireless tramite raggi di luce controllati a distanza. Ciò ha portato a dimostrazioni di robot versatili guidati dalla luce che possono camminare, nuotare, saltare, ecc. Tuttavia, la loro applicazione nella frontiera dei veicoli volanti rimane inesplorata.
Da qui l’idea di FAIRY e di sviluppare robot volanti guidati dalla luce su piccola scala con caratteristiche adattive ispirate agli organismi biologici. Il progetto, oltre al robot autoadattativo impollinatore in grado di volare passivamente, ispirato alla dispersione dei denti di leone, prevede la realizzazione di un aliante con controllo esterno sulla manovra e di un velivolo di dimensioni inferiori al centimetro in grado di librarsi sbattendo le ali. Il progetto si trova al confine tra materiali reattivi e micro-robotica, con l’obiettivo di affrontare le sfide oltre i confini scientifici. Il successo dell’implementazione di FAIRY fornirà una miniaturizzazione da record e nuove modalità di robot volanti con capacità decisionali, offrendo a lungo termine opportunità per micro-velivoli autonomi per il salvataggio umano e l’esplorazione dello spazio.
Naturalmente c’è ancora qualcosa da sistemare
il micro robot pesa solo 1,2 mg, il che ti permette di volare letteralmente. La struttura di FAIRY ricorda un dente di leone e, sebbene la sua aerodinamica sia progettata per decollare sfruttando le raffiche di vento, l’atterraggio è un po’ più complicato. Il dolce nettare dei fiori è una grande motivazione per le api a cambiare pianta, ma per un robot non funziona. La soluzione sta nell’ideazione di un sistema di controllo che rappresenta la sfida più grande di questo progetto.
Ovviamente non possiamo controllare al 100% la luce solare, ma il movimento dei robot può anche essere alterato con qualsiasi tipo di raggio laser o sorgente luminosa LED. In questo modo, in teoria la rotta delle “fate” potrebbe essere indirizzata verso aree che necessitano di impollinazione, ma al momento non c’è modo di stabilire una precisa direzione di sbarco. Il progetto è iniziato nel 2021 e prevede di avere il prototipo finale intorno al 2026.