La robotica e l’ingegneria aerospaziale guardano sempre più al mondo naturale per superare i limiti dei droni tradizionali, spesso rigidi e troppo dipendenti da complessi algoritmi di intelligenza artificiale per il loro controllo. L’ultima frontiera in questa direzione è rappresentata da un piccolo e sorprendente velivolo aereo, ispirato alla falena, che è stato sviluppato dai ricercatori dell’Università di Cincinnati. Questo drone si distingue per una caratteristica fondamentale: la sua capacità di volare, restare sospeso e persino inseguire una fonte luminosa senza fare affidamento su sofisticati sistemi di apprendimento automatico, bensì sfruttando un principio di controllo che gli scienziati definiscono “feedback naturale”.
La falena, con il suo volo notturno e la sua inconfondibile attrazione verso la luce, ha offerto agli ingegneri un modello di riferimento straordinariamente efficiente. Gli insetti volanti, infatti, sono maestri nell’adattare in tempo reale il loro movimento alle condizioni ambientali, gestendo turbolenze e mutamenti di rotta con un dispendio energetico minimo. Questo è reso possibile da un sistema di feedback immediato e quasi istintivo, profondamente integrato nella loro struttura corporea e nelle loro risposte neurologiche.
Il drone-falena replica questa efficienza attraverso un design biomimetico che include ali battenti. Queste non servono solo a generare la portanza necessaria per il volo, ma sono un elemento cruciale nel sistema di controllo. A differenza dei droni a eliche (quadricotteri), che devono costantemente calcolare e correggere la spinta di ciascun rotore per mantenere l’equilibrio e la direzione, il battito alare del drone ispirato alla falena è intrinsecamente legato alla dinamica del volo, consentendo una risposta più fluida e organica alle forze esterne.
La vera innovazione di questo micro-drone risiede nel meccanismo con cui riesce a tracciare e seguire una sorgente luminosa, un comportamento noto in biologia come fototassi. I ricercatori hanno implementato un sistema di controllo basato su sensori di luce molto semplici che imitano la percezione visiva dell’insetto. Il drone reagisce direttamente al segnale luminoso, regolando il battito e l’inclinazione delle sue ali in modo automatico e meccanico.
Ciò significa che il drone-falena non ha bisogno di un complesso cervello artificiale, ovvero di una costosa e computazionalmente intensiva intelligenza artificiale che processi immagini e calcoli per determinare la rotta ottimale. Invece, la reazione di inseguimento è un’emergenza del suo stesso design fisico e del suo semplice sistema sensoriale: è il feedback naturale che guida il movimento. Se un sensore capta più luce dell’altro, il meccanismo di controllo corregge immediatamente il battito alare per spostarsi in quella direzione, in un ciclo di risposta-azione che è rapido e sorprendentemente parsimonioso in termini di energia e risorse di calcolo.
Questa tecnologia apre prospettive entusiasmanti per il futuro dei droni di piccole dimensioni. La capacità di volare con grande agilità e di eseguire compiti complessi come l’orientamento spaziale o il tracciamento di obiettivi senza la necessità di chip di intelligenza artificiale all’avanguardia comporta diversi vantaggi.
Innanzitutto, rende il drone più leggero ed economico da produrre, due fattori essenziali per la diffusione su larga scala. In secondo luogo, il sistema di controllo, essendo meno dipendente dal software e più integrato nella meccanica fisica, risulta estremamente resiliente e robusto. In un mondo dove i droni sono sempre più impiegati in contesti di ricerca e soccorso o in ambienti ostili dove i sensori tradizionali falliscono (come il fumo, la polvere o la scarsa visibilità), un drone che si affida a un sistema di percezione naturale e a una meccanica di volo agile potrebbe rappresentare la soluzione ideale. L’esperimento del drone-falena ci ricorda che, talvolta, per fare un salto di qualità nella tecnologia, la strategia vincente non è aggiungere più computer, ma osservare e replicare l’efficienza squisita delle soluzioni che la natura ha affinato nel corso di milioni di anni.