I ricercatori della Washington State University (WSU) hanno recentemente creato un’ape robotica chiamata Bee++. Questo incredibile robot è in grado di volare in modo stabile in tutte le direzioni, compresa l’imbarazzante manovra di torsione. Grazie a un mix di design innovativo e complessi algoritmi di controllo, questa scoperta rivoluzionaria nel campo della robotica offre un’ampia gamma di applicazioni potenziali, dall’impollinazione artificiale al monitoraggio ambientale e alle attività di ricerca e soccorso.
Il prototipo Bee++ è stato costruito utilizzando quattro ali realizzate in fibra di carbonio e mylar, insieme a quattro attuatori leggeri, ciascuno dei quali controlla un’ala. Rappresenta un notevole progresso nel campo della robotica, poiché è il primo robot di questo tipo a raggiungere i sei gradi di libertà di movimento osservati negli insetti volanti. Il team di ricerca, guidato dal professor Néstor O. Pérez-Arancibia, ha pubblicato i risultati della loro ricerca su IEEE Transactions on Robotics e ha presentato i loro risultati alla IEEE International Conference on Robotics and Automation.
“Da oltre 30 anni i ricercatori hanno cercato di sviluppare insetti volanti artificiali”, ha affermato Pérez-Arancibia. La creazione di questi piccoli robot richiede non solo un design unico, ma anche lo sviluppo di complessi controller che imitano il funzionamento del cervello di un insetto. “È una combinazione di progettazione robotica e controllo”, ha sottolineato, evidenziando l’importanza di creare un “cervello artificiale” per questi piccoli robot.
Il primo prototipo sviluppato dal team WSU era un’ape robotica con due ali, ma era limitato nei suoi movimenti. Per superare questa limitazione, Pérez-Arancibia e i suoi dottorandi hanno costruito un robot con quattro ali abbastanza leggero da poter decollare nel 2019. Questo robot è in grado di eseguire manovre complesse come beccheggio e rollio, battendo le ali in vari schemi.
Tuttavia, incorporare il controllo dell’imbarazzamento rappresentava una sfida significativa. “Se non si riesce a controllare l’imbarazzamento, si è estremamente limitati”, ha spiegato Pérez-Arancibia, sottolineando che senza di esso, i robot perdono il controllo, perdono la concentrazione e si schiantano. Ha evidenziato che tutti i gradi di movimento sono fondamentali per eseguire manovre evasive o inseguire oggetti.
Prendendo ispirazione dagli insetti, il team ha sviluppato un design in cui le ali battono su un piano inclinato. Hanno inoltre aumentato la frequenza delle battute d’ala da 100 a 160 volte al secondo. “Una parte della soluzione è stata la progettazione fisica del robot, ma abbiamo anche inventato un nuovo design per il controller, cioè il cervello che dice al robot cosa fare”, ha aggiunto Pérez-Arancibia.
Il Bee++ pesa 95 mg e ha un’apertura alare di 33 millimetri, rendendolo più grande delle vere api. Al momento, è in grado di volare autonomamente solo per circa cinque minuti alla volta. Nonostante questi limiti, il team di ricerca rimane entusiasta e sta lavorando per sviluppare altri tipi di robot insetti, tra cui crawler e water strider.
Lo sviluppo del Bee++, un risultato della biomimetica e dell’innovazione, è stato supportato da diverse organizzazioni, tra cui la National Science Foundation, DARPA, la WSU Foundation e il Palouse Club attraverso il programma Cougar Cage della WSU. Grazie a questo lavoro pionieristico, il futuro della robotica si prospetta promettente, con la promessa di ulteriori sviluppi rivoluzionari.