Un’ala robotica piumata apre la strada al volo battente dei droni

Molti potenziali usi, anche per utilizzare i droni per consegnare le merci

[17 Gennaio 2023]

Secondo lo studio “Robotic Avian Wing Explains Aerodynamic Advantages of Wing Folding and Stroke Tilting in Flapping Flight”, pubblicato recentemente su Advanced Intelligent Systems da un team di ricercatori svizzeri dell’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna e svedesi della Lunds Universitet, «Gli uccelli volano in modo più efficiente piegando le ali durante la fase ascendente» e questi risultati potrebbero significare che «Il ripiegamento delle ali è il prossimo passo per aumentare l’efficienza propulsiva e aerodinamica dei droni che volano battendo le ali».

Anche alcuni dinosauri,  precursori estinti degli uccelli che avevano sviluppato il volo attivo, traevano vantaggio dal piegare le ali durante la fase ascendente. Tra gli odierni animali volanti viventi, gli uccelli sono i più grandi ed efficienti. Questo li rende particolarmente interessanti come ispirazione per lo sviluppo di droni. Tuttavia, determinare quale strategia di volo sia la migliore richiede studi aerodinamici sui vari modi di sbattere le ali.

Per questo il team elvetico-svedese ha costruito un’ala robotica in grado di sbattere le ali come un uccello e di fare anche qualcosa di più.

Uno degli autori dello studio, il biologo Christoffer Johansson dell’università di Lund, spiega: «Abbiamo costruito un’ala robotica che può sbattere le ali in modo più simile a un uccello rispetto ai robot precedenti, ma anche sbattere le ali in un modo che gli uccelli non possono fare. Misurando le prestazioni dell’ala nella nostra galleria del vento, abbiamo studiato in che modo i diversi metodi per ottenere la corsa ascendente dell’ala influenzano la forza e l’energia in volo».

Precedenti studi avevano dimostrato che gli uccelli sbattono le ali più orizzontalmente quando volano lentamente. Il nuovo studio mostra che «Probabilmente gli uccelli lo fanno, anche se richiede più energia, perché è più facile creare forze sufficientemente grandi per stare in alto e spingersi. Questo è qualcosa che i droni possono emulare per aumentare la gamma di velocità a cui possono volare».

Johansson evidenzia che «La nuova ala robotica può essere utilizzata per rispondere a domande sul volo degli uccelli alle quali sarebbe impossibile rispondere osservando semplicemente gli uccelli in volo. La ricerca sulla capacità di volo degli uccelli vivi è limitata al movimento di sbattimento che l’uccello utilizza effettivamente».

Lo studio spiega perché gli uccelli sbattono in quel modo, scoprendo quali modelli di movimento creano più forza e sono i più efficienti. I ricercatori sono convinti che «I risultati possono essere utilizzati anche in altre aree di ricerca, come una migliore comprensione di come la migrazione degli uccelli è influenzata dal cambiamento climatico e dall’accesso al cibo. Ci sono anche molti potenziali usi per i droni in cui queste intuizioni possono essere messe a frutto. Un’area potrebbe utilizzare i droni per consegnare le merci».

Johansson conclude: «I droni che sbattono le ali potrebbero essere utilizzati per le consegne, ma dovrebbero essere abbastanza efficienti e in grado di sollevare il peso extra che ciò comporta. Il modo in cui si muovono le ali è di grande importanza per le prestazioni, quindi è qui che la nostra ricerca potrebbe tornare utile»