Può un quadricottero usare le eliche per “nuotare” sott’acqua e addirittura per decollare direttamente da sotto la sua superficie? A vedere il prototipo messo a punto dai ricercatori del Biomechanics and Soft Robotics Lab dell’università di Beihang, in Cina, pare proprio di sì! Non solo, perché le abilità del drone in questione non finiscono qui, perché grazie a due speciali dischi posti sulla sommità superiore e sotto quella inferiore è anche in grado di attaccarsi a diversi tipi di superfici, sia dentro che fuori dall’acqua.
I segreti del drone che decolla da sotto il livello dall’acqua
Ovviamente stiamo parlando di un drone completamente resistente all’acqua in ogni sua componente. Quello che ha in più sono delle eliche auto-pieghevoli che collassano su loro stesse per produrre un movimento più efficiente quando il quadricottero è usato sott’acqua e a bassa velocità, ma che all’occorrenza possono automaticamente estendersi per una velocissima transizione acqua-aria. In particolare, questa operazione richiede al drone circa un terzo di secondo, e il dispositivo è in grado di effettuare ripetuti salti e tuffi in acqua in pochi secondi.
Ma la caratteristica principale e davvero sorprendente di questo progetto è un’altra, e lo inquadra nella categoria dei tanti droni ispirati agli animali. La fonte di ispirazione per i ricercatori cinesi, in questo caso, sono state le remore, nome con cui vengono sostanzialmente chiamati i pesci di acqua salata appartenenti alla famiglia Echeneidae. Questi pesci possiedono una speciale porzione di tessuto piatto di forma pseudo ovale situata sulla fronte e sul dorso. Attraverso delle contrazioni muscolari questi pesci sono in grado di far aderire questa sorta di disco sulle superfici piatte come una specie di ventosa, e in questo modo riescono ad attaccarsi a tartarughe marine, squali e grandi mammiferi marini per “prendere un passaggio”.
Il concetto è lo stesso, il drone usa due speciali dischi realizzati con una struttura micro lamellare che gli permettono di attaccarsi a diverse superfici, non solo sott’acqua ma anche fuori. In questo modo, invece che volare hovering o contrastare la corrente per restare fermo sott’acqua, il drone si attacca a un oggetto e resta immobile, conservando energia e allungando quindi la durata della batteria. Lo stesso meccanismo si rivela utile in caso si voglia utilizzare il drone per monitoraggi o raccolta dati per lungo tempo. Sebbene con meccaniche diverse, lo scopo di questo accessorio aderente alle superfici è lo stesso degli artigli speciali che abbiamo visto abbinati a droni che si aggrappano ai rami degli alberi (trovate qui l’articolo sui droni con gli artigli).
In particolare il meccanismo ispirato alle remore è incredibilmente efficace, perché le tante lamelle lo rendono perfettamente ridondante in quanto è in grado di attaccarsi alle superfici anche in caso di aderenza solo parziale tra queste. Possiamo paragonare la sua azione a quella che siamo in grado di produrre usando la nostra lingua contro il palato (ad esempio come si fa prima di farla “schioccare”) creando una sorta di “attacco sottovuoto”, attraverso una sorta di risucchio. Il legame è molto forte e si mantiene tale anche se lentamente, prima di arrivare allo “schiocco”, portiamo la lingua a perdere progressivamente contatto col palato strisciando all’indietro verso la gola, perciò questo meccanismo è persino più efficace di una ventosa, che invece resiste solo finché aderisce completamente o quasi all’altro corpo.
Per ricreare la versione artificiale dell’incredibile disco di risucchio delle remore, il team ha abbinato uno strato ultra flessibile sulla parte superiore con strutture più rigide sotto, ma anche uno strato costituito da una rete di piccoli canali che all’occorrenza possono essere gonfiati pompando dentro del liquido, ottenendo quindi un funzionamento simile al tessuto muscolare.
Maggiori info a questo link su Science.org
