20/05/2022
Door Ad Spijkers
Een nieuwe robot kan in minder dan een seconde transformeren van een onderwaterdrone naar een vliegende drone.
Een internationaal team van wetenschappers heeft een drone ontwikkeld die snel kan omschakelen van varen onder water naar vliegen in de lucht. De robot heeft een op remora's (zuigbaarzen) geïnspireerde zuignap waarmee hij zichzelf kan hechten aan natte of droge bewegende objecten. Door mee te liften kan hij aanzienlijke hoeveelheden energie besparen. De drone is ontworpen voor de biologische en ecologische bewaking van mariene ecosystemen.
De onderzoekers aan Beihang University in Beijing, Imperial College London en Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf (bij Zürich) willen de drone inzetten om bijvoorbeeld milieuvervuiling op volle zee te bestuderen.
Snelle overgang
De snelle overgang van een onderwaterdrone naar een vliegtuig in minder dan een seconde is gebaseerd op een nieuw propellerontwerp waarmee sneller tussen verschillende media kan worden gewisseld dan bij de meeste eerdere lucht-waterrobots. De veelzijdige robot zou met zijn biologisch geïnspireerde plakschijf kunnen worden gebruikt voor het observeren van ecosystemen vanuit de lucht en het water. Drones zonder verbinding met een basisstation kunnen helpen bij onderzoeksexpedities of milieubewaking in uitgestrekte of afgelegen gebieden zoals de open zee.
Maar er is ruimte voor verbetering. Gangbare drones zijn bijvoorbeeld niet de beste keuze voor langdurige missies. Ze geen externe stroombronnen hebben om op terug te vallen als hun batterij leeg raakt. Om dit te verbeteren, hebben de wetenschappers een 'dubbele' robot 3D-geprint voor operaties in zowel lucht als water. De robot kan zijn elektriciteitsverbruik verminderen door te 'liften'. Hij heeft een zuignap die is geïnspireerd op de remora, die zelfklevende schijven gebruikt om zich te hechten aan zeedieren zoals walvissen en haaien. De zuignap van de robot met afstandsbediening kan op natte en droge oppervlakken met verschillende texturen blijven plakken, zelfs op bewegende objecten.
Tests
In verschillende tests reed de robot op een drijvend gastvoertuig om videobeelden van de zeebodem vast te leggen, zoals heremietkreeften, sint-jakobsschelpen en zeewier. De studie liet zien hoe de onderzoekers werden geïnspireerd door het adhesiemechanisme van remora's en dit combineerden met robotsystemen in de lucht om nieuwe mobiliteitsmethoden voor robotica te bereiken.
De liftende robot verbruikte bijna twintig keer minder energie dan een zelfrijdend voertuig. In de tests toonde het onderzoeksteam aan dat de robot kan liften op open zee, videobeelden kan opnemen (zelfs tijdens de overgang van lucht naar water) en bergingsoperaties kan uitvoeren in zowel zoet als zout water.
Foto: Beihang University