Negli anni, di droni dal design e/o dal funzionamento ispirato a ciò che esiste in natura ne abbiamo visti a bizzeffe, eppure ogni volta che scopriamo un nuovo progetto è facile restarne affascinati, quasi rapiti.
Questo è ciò che accade in particolar modo coi progetti più elaborati e meglio funzionanti, che riescono davvero a rapire non solo lo sguardo, ma in parte anche i sogni di chi osserva, come nel caso dell’ultimo progetto presentato dall’azienda tedesca Festo alla Hannover Messe 2024, una importante fiera sulla tecnologia e l’innovazione.
Il progetto si chiama BionicBee, e già dal nome è facile intendere che si basa su api robotiche, ma quello che questa tecnologia è in grado di fare è davvero stupefacente, come mostra benissimo il video qui sotto.
Stupefatti e impressionati sì, ma certo non sorpresi più di tanto, perché il Festo non è affatto nuova a meraviglie tecnologiche provenienti da ispirazione naturale, tant’è che già nell’ormai lontano 2017 vi parlammo del loro pallone dirigibile sferico, con lingua speciale per raccogliere oggetti, ispirato ai camaleonti.
Quello che c’è di rivoluzionario in BionicBee, è in primis il design, che consiste in una struttura dalla forma di ape che pesa circa 34 grammi e misura 22 centimetri di lunghezza per un’apertura alare di 24 centimetri. Il drone ape è stato sviluppato utilizzando la tecnologia del design generativo, ossia un software che attraverso tantissimi calcoli ha trovato il miglior compromesso possibile tra i principi di progettazione definiti, una struttura più stabile possibile e il minor impiego possibile di materiale. Lo scopo era ottenere leggerezza e solidità, garantendo anche buona manovrabilità e autonomia di volo.
Come vola BionicBee
Questi microdroni a forma di ape volano usando una frequenza di 15-20 Herz, con le ali che sbattono avanti e indietro lungo un angolo di 180 gradi. La geometria è al centro dello stile di volo di BionicBee, il cui cuore pulsante è rappresentato dai tre servomotori posizionati alla radice alare, che modificano la geometria dell’ala in modo preciso, aumentandone così l’efficacia in determinate posizioni e determinando una variazione mirata della spinta ascensionale generata.
Se ad esempio l’ape deve volare in avanti, la geometria viene modificata in modo tale che la spinta ascensionale nella posizione posteriore dell’ala sia maggiore rispetto alla posizione anteriore, inclinando quindi il corpo in avanti per spiccare il volo. Allo stesso modo, l’impostazione geometrica può essere scelta per ottenere una spinta dell’ala destra maggiore rispetto a quella sinistra, ottenendo un effetto rotolamento lungo l’asse longitudinale verso sinistra e quindi un volo laterale. Stessa cosa, infine, può essere fatta per sbilanciare la spinta dell’ala tra la parte anteriore e quella posteriore, facendo così ruotare l’ape intorno all’asse verticale.
Autonomia dello “sciame”
Un altro aspetto molto interessante di BionicBee è la capacità di lavorare in gruppo, sfruttando una sorta di mente condivisa secondo la tipologia dello sciame di api. Questa si ottiene mediante l’uso di un sistema di localizzazione indoor con tecnologia a banda ultralarga (UWB), che richiede l’installazione di otto ancoraggi UWB, su due livelli nel locale, che inviano segnali alle singole api, le quali misurano in modo indipendente le distanze dai rispettivi elementi trasmittenti e possono quindi calcolare la propria posizione nello spazio, utilizzando la marcatura temporale.
Conoscendo ognuna la propria posizione nello spazio, le api sono a questo punto in grado di seguire dei percorsi indicati da un computer centrale, che tra i tanti calcoli fa particolare attenzione anche agli effetti della reciproca turbolenza dell’aria che, volando in formazione ravvicinata, può favorire delle collisioni.
Infine, dal momento che ogni ape è costruita a mano, è inevitabile che tra i singoli robot esistano delle piccole differenze di fabbricazione. Ecco perché ognuna di esse dispone anche di una funzione di calibrazione automatica in base alla quale, dopo un breve volo di prova, ogni esemplare determina e ottimizza i propri parametri di volo. In questo modo, dall’esterno si può controllare l’intero sciame come se tutti i modelli fossero identici.
