Una porta chiusa è solo uno dei tanti ostacoli che non pone alcun ostacolo a un nuovo tipo di volo, micro, robot trainante chiamato FlyCroTug. Dotato di tecnologie di presa avanzate e della capacità di spostare e tirare gli oggetti intorno ad esso, due FlyCroTug possono allacciare insieme la maniglia della porta e aprire la porta.

Sviluppato nei laboratori di Mark Cutkosky, la cattedra Fletcher Jones presso la School of Engineering della Stanford University, e Dario Floreano all'École Polytechnique Fédérale de Lausanne in Svizzera, I FlyCroTug sono microveicoli aerei che i ricercatori hanno modificato in modo che i veicoli possano ancorarsi a varie superfici utilizzando adesivi ispirati ai piedi di gechi e insetti, precedentemente sviluppato nel laboratorio di Cutkosky.

Con questi meccanismi di attaccamento, FlyCroTug può tirare oggetti fino a 40 volte il loro peso, come le maniglie delle porte in uno scenario, o macchine fotografiche e bottiglie d'acqua in una situazione di soccorso. Veicoli simili possono sollevare oggetti solo circa il doppio del loro peso usando forze aerodinamiche.

"Quando sei un piccolo robot, il mondo è pieno di grandi ostacoli, "ha detto Matteo Estrada, uno studente laureato a Stanford e autore principale di un articolo su FlyCroTugs, pubblicato il 25 ottobre in Robotica scientifica . "La combinazione delle forze aerodinamiche del nostro veicolo aereo con le forze di interazione che generiamo con i meccanismi di attacco ha portato a qualcosa di molto mobile, molto potente e anche micro."

I ricercatori affermano che le piccole dimensioni dei FlyCroTugs significano che possono navigare attraverso spazi accoglienti e abbastanza vicini alle persone, rendendoli utili per la ricerca e il salvataggio. Tenendosi saldamente alle superfici mentre tirano, i minuscoli robot potrebbero potenzialmente spostare pezzi di detriti o posizionare una telecamera per valutare un'area infida.

Prendendo spunto dalla natura

Come con la maggior parte dei progetti nel laboratorio di Cutkosky, i FlyCroTug sono stati ispirati dal mondo naturale. Sperando di avere un veicolo aereo veloce, piccolo e altamente manovrabile ma anche in grado di movimentare grandi carichi, i ricercatori hanno guardato alle vespe.

"Le vespe possono volare rapidamente verso un pezzo di cibo, e poi se la cosa è troppo pesante per decollare, lo trascinano per terra. Quindi questa è stata una specie di ispirazione iniziale per l'approccio che abbiamo adottato, " disse Cutkosky, chi è coautore del documento.

I ricercatori hanno letto studi sulla cattura e il trasporto di prede di vespe, che identificano il rapporto tra i muscoli legati al volo e la massa totale che determina se una vespa vola con la sua preda o la trascina. Hanno anche seguito l'esempio della vespa nell'avere diverse opzioni di attacco a seconda di dove atterrano i FlyCroTug.

Per superfici lisce, i robot hanno pinze geco, adesivi non appiccicosi che imitano le intricate strutture delle dita dei piedi di un geco e trattengono creando forze intermolecolari tra l'adesivo e la superficie. Per superfici ruvide, questi robot sono dotati di 32 microspine, una serie di spine metalliche simili ad ami da pesca che possono agganciarsi individualmente a piccole fosse in una superficie.

Ogni FlyCroTug ha un argano con un cavo e microspine o adesivo geco per tirare. Al di là di queste caratteristiche fisse, sono altrimenti altamente modificabili. La posizione delle pinze può variare a seconda della superficie su cui atterreranno, e i ricercatori possono anche aggiungere parti per il movimento a terra, come le ruote. Portare tutte queste caratteristiche su un piccolo veicolo aereo con il doppio del peso di una pallina da golf non è stata un'impresa da poco, secondo i ricercatori.

"Le persone tendono a pensare ai droni come macchine che volano e osservano il mondo, ma gli insetti volanti fanno molte altre cose, come camminare, arrampicata, afferrare, costruzione e gli insetti sociali possono persino cooperare per moltiplicare le forze, " disse Floreano, che era l'autore senior del giornale. "Con questo lavoro, mostriamo che piccoli droni in grado di ancorarsi all'ambiente e collaborare con altri droni possono svolgere compiti tipicamente assegnati a robot umanoidi o macchine molto più grandi".

Interagire con il mondo

Droni e altri piccoli robot volanti possono sembrare di gran moda in questi giorni, ma i FlyCroTug, con la loro capacità di navigare verso posizioni remote, ancora e tira:cadi in una nicchia più specifica, secondo Cutkosky.

"Ci sono molti laboratori in tutto il mondo che stanno iniziando a lavorare con piccoli droni o velivoli, ma se guardi quelli che stanno anche pensando a come questi piccoli veicoli possono interagire fisicamente con il mondo, è un insieme molto più piccolo, " Egli ha detto.

I ricercatori possono aprire con successo una porta con due FlyCroTug. Avevano anche una mosca in cima a una struttura fatiscente e trasportavano una telecamera per vedere all'interno. Prossimo, sperano di lavorare sul controllo autonomo e sulla logistica del pilotaggio di più veicoli contemporaneamente.

"Gli strumenti per creare veicoli come questo stanno diventando più accessibili, " ha detto Estrada. "Sono entusiasta alla prospettiva di incorporare sempre più questi meccanismi di attacco nella cintura degli attrezzi del designer, consentendo ai robot di sfruttare le forze di interazione con il loro ambiente e di utilizzarle per scopi utili".