Per la maggior parte dei droni tradizionali, siano essi multirotori o ad ala fissa, la presenza di vento significa spesso un maggiore consumo di energia. Ma se il drone fosse costruito in modo da avere delle ali mobili che gli permettano di cambiare forma per adattarsi al meglio alle condizioni del vento? Allora sarebbe in grado non solo di ridurre la sua resistenza al vento, ma addirittura riuscire almeno in parte a sfruttare questo elemento, riducendo il consumo di energia e quindi allungando la propria autonomia di volo.
È proprio questo il principio che ha guidato gli ingegneri della startup svizzera Elythor, società che è uno spin-off della EPFL (Scuola Politecnica Federale di Losanna) nella progettazione e nello sviluppo del prototipo del loro particolare drone, che hanno chiamato “Morpho” proprio per via della sua capacità di cambiare forma.
Il segreto di questo drone VTOL (quindi con capacità di decollo e atterraggio verticale) sta nelle sue speciali ali adattive, che non solo lo rendono in grado di assumere forme con cui può sfruttare al meglio le condizioni del vento, ma fanno anche di esso un dispositivo super versatile. Combinate con sensori e telecamere integrati, queste caratteristiche infatti gli consentono di volare con efficacia sia in spazi chiusi che all’aria aperta, rendendolo ideale per l’ispezione di centrali elettriche e altre infrastrutture come linee elettriche ad alta tensione, turbine eoliche, gasdotti e piattaforme petrolifere offshore.
Il vantaggio principale restano però soprattutto le prestazioni in termini di autonomia di volo, visto che il co-fondatore di Elythor Our, Nathan Müller, sottolinea sul sito dell’EPFL che questo design “Può ridurre il consumo di energia fino all’85% quando il drone vola in posizione verticale”. Il sistema include dei sensori collegati a un software che monitora la direzione e la velocità del vento. Müller spiega che “Il controller seleziona automaticamente se chiudere e tenere le ali raccolte, oppure lasciarle libere di muoversi, basandosi sulla traiettoria del drone e la velocità effettiva, oltre che sui cambiamenti nella direzione del vento. La superficie delle ali rispetto al vento può anche essere regolata simmetricamente o asimmetricamente in base alla direzione del vento”.
L’algoritmo che gestisce il sistema di controllo non cerca solo di ottimizzare il trade-off tra l’attrito dell’aria e il sollevamento, ma anche minimizzare il consumo di energia. Ciò comporta lo sfruttamento delle correnti del vento per far planare il drone o la regolazione asimmetrica delle ali per regolare la sua imbardata o la rotazione attorno al suo asse verticale, e fornisce una maggiore stabilità in caso di vento forte.
Video: presentazione del prototipo di Morpho Drone
L’attuale prototipo di Morpho Drone è il risultato di diversi anni di studio e di lavoro presso l’istituto svizzero, mentre per il futuro di questo prodotto invece si immagina un proficuo uso nell’ispezione di infrastrutture come linee elettriche, centrali eoliche e piattaforme petrolifere offshore. Grazie alle ali che possono essere avvicinate al corpo durante il volo stazionario, infatti, nel corso delle ispezioni il drone potrebbe arrivare ad avvicinarsi molto agli ostacoli, e per spostarsi da un sito a un altro potrebbe passare all’assetto ad ala fissa, che lo renderebbe più veloce ed efficiente dal punto di vista energetico.
