Siamo abituati a pensare che il segreto della resilienza di un oggetto si nasconda nella durezza del materiale che lo compone. Partendo da questo presupposto, le eliche e le ali dei droni dovrebbero essere costruite – a parità di performance aerodinamiche – usando i materiali più duri che esistono. Ma c’è anche un altro punto di vista: un oggetto può puntare sulla “morbidezza”, o meglio ancora sull’elasticità, per attenuare le conseguenze degli urti.
È questo il concetto alla base di una nuova classe di piccolissimi droni che stanno studiando al MIT. Come spesso accade, questi velivoli dalle dimensioni (e a volte dalle forme) simili a quelle degli insetti sono pensati per volare in ambienti angusti, pieni di ostacoli e con strettissimi spazi di manovra, dove l’impatto con un altro corpo è da mettere in conto.
In uno scenario del genere, sono l’agilità e la resilienza del drone gli elementi su cui puntare per svolgere le missioni. E proprio su questi fattori punta Kevin Yufeng Chen, assistente professore del MIT, che a proposito della miniaturizzazione dei droni spiega che richiede un approccio radicalmente diverso. Mentre i droni comuni sono costruiti pensando in grande, ossia a coprire lunghe distanze grazie a motori potenti, la sfida dei droni grandi quanto un insetto impone di cercare delle alternative, perché più i motori diventano piccoli, più perdono potenza.
Ecco allora l’idea di sfruttare degli innovativi attuatori morbidi, formati cilindri di gomma rivestiti da nanotubi di carbonio, che sono diversi da quelli tradizionali rigidi realizzati con strisce di ceramica. Quando i tubi vengono a contatto con l’energia elettrica, producono una forza elettrostatica che comprime ed allunga i cilindri, determinando il movimento molto veloce delle ali. Non solo, perché grazie all’elasticità della gomma, le ali sono in grado di assorbire gli urti e resistere molto di più rispetto a quelle – più fragili – basate su attuatori rigidi. Questi attuatori sono in grado di muoversi con una frequenza di 500 volte al secondo, e il drone – la cui forma ricorda vagamente una musicassetta – pesa appena 0,6 grammi.
Se consideriamo che gli ambienti in cui possono essere usati questi droni insetto non sono diversi da quelli in cui si muovono effettivamente gli insetti in natura, quando ad esempio volano tra fiori e rami di piante in cerca di nettare, questo sistema di volo risulterebbe utilissimo non sono a permettere al velivolo di restare in volo mantenendo le sue performance, ma anche di limitare i danni che ali rigide potrebbero arrecare ad oggetti molto delicati presenti nell’ambiente, proprio come i fiori.
