Ispezionare un edificio danneggiato dopo un terremoto o durante un incendio è esattamente il tipo di lavoro che i soccorritori umani vorrebbero che i droni facessero per loro. Un robot volante potrebbe cercare le persone intrappolate all'interno e guidare la squadra di soccorso verso di loro. Ma spesso il drone doveva entrare nell'edificio attraverso una fessura nel muro, una finestra parzialmente aperta, o attraverso le sbarre – qualcosa che le dimensioni tipiche di un drone non consentono.

Risolvere questo problema, i ricercatori del Robotics and Perception Group dell'Università di Zurigo e del Laboratorio di sistemi intelligenti dell'EPFL hanno creato un nuovo tipo di drone. Entrambi i gruppi fanno parte del National Center of Competence in Research (NCCR) Robotics, finanziato dal Fondo nazionale svizzero per la scienza. Ispirato da uccelli che piegano le ali a mezz'aria per attraversare passaggi stretti, il nuovo drone può spremersi per passare attraverso gli spazi vuoti e poi tornare alla sua forma precedente, per tutto il tempo continuando a volare. E può persino contenere e trasportare oggetti lungo il percorso.

I bracci mobili possono essere ripiegati attorno al telaio principale

"La nostra soluzione è abbastanza semplice da un punto di vista meccanico, ma è molto versatile e molto autonomo, con sistemi di percezione e controllo a bordo, " spiega Davide Falanga, ricercatore presso l'Università di Zurigo e primo autore dell'articolo. Rispetto ad altri droni, questo drone morphing può manovrare in spazi ristretti e garantire un volo stabile in ogni momento.

Un team di ricerca dell'Università di Zurigo e dell'EPFL ha sviluppato un nuovo drone che può ritrarre i bracci dell'elica in volo e rimpicciolirsi per adattarsi a spazi e buchi stretti. Ciò è particolarmente utile quando si cercano vittime di disastri naturali.

I team di Zurigo e Losanna hanno lavorato in collaborazione e hanno progettato un quadrirotore con quattro eliche che ruotano indipendentemente, montato su bracci mobili ripiegabili sul telaio principale grazie a servomotori. L'asso nella manica è un sistema di controllo che si adatta in tempo reale a qualsiasi nuova posizione delle braccia, regolando la spinta delle eliche allo spostamento del baricentro.

"Il drone morphing può adottare diverse configurazioni a seconda di ciò che serve sul campo, " aggiunge Stefano Mintchev, coautore e ricercatore presso l'EPFL School of Engineering. La configurazione standard è a forma di X, con i quattro bracci tesi e le eliche alla massima distanza possibile tra loro. Di fronte a un passaggio stretto, il drone può passare a una forma a "H", con tutte le braccia allineate lungo un asse o a forma di "O", con tutte le braccia piegate il più vicino possibile al corpo. Una forma a "T" può essere utilizzata per portare la telecamera di bordo montata sul telaio centrale il più vicino possibile agli oggetti che il drone deve ispezionare.

Primo passo verso le ricerche di soccorso completamente autonome

Nel futuro, i ricercatori sperano di migliorare ulteriormente la struttura del drone in modo che possa piegarsi in tutte e tre le dimensioni. Più importante, vogliono sviluppare algoritmi che rendano il drone veramente autonomo, permettendogli di cercare passaggi in uno scenario di disastro reale e scegliere automaticamente il modo migliore per attraversarli. "L'obiettivo finale è dare al drone un'istruzione di alto livello come 'entra in quell'edificio, ispeziona ogni stanza e torna indietro e lascia che capisca da solo come farlo, "dice Falanga.