Een kolibrie is een perfecte, wendbare vlieger die als enige vogel op één plek kan blijven zweven. Amerikaanse technologen hebben nu een robotversie gemaakt met dezelfde behendigheid.
De vliegeigenschappen van de kolibrie zijn zo bijzonder dat ingenieurs er al lange tijd met grote belangstelling naar kijken. Als ze erin zouden slagen een kleine drone te ontwikkelen die precies zo vliegt als de kolibrie, dan zou die uiterst geschikt zijn om te vliegen door ingestorte gebouwen, op zoek naar slachtoffers. Ook voor surveillance zouden stille, wendbare minidrones handig zijn.
Algoritmes
Een team van Purdue University in de Amerikaanse staat Indiana bouwde een robotversie van de kolibrie, op ware grootte. Ze leerden de robot via algoritmes hoe een echte kolibrie zich gedraagt. Daardoor weet de robot nu exact hoe hij zich moet bewegen als hij zich bijvoorbeeld moet bevrijden uit een krappe ruimte: precies zoals een kolibrie dat zou doen.
Op een filmpje dat de onderzoekers afgelopen week op internet zetten, ziet dat er indrukwekkend uit.
'Zien' door aanraking
Dankzij kunstmatige intelligentie kan de van flexibele vleugels voorziene robot zichzelf bovendien voortdurend nieuwe vaardigheden aanleren. Hij heeft geen visuele sensoren, maar op basis van aanrakingen kan het robotje zich een beeld scheppen van zijn omgeving.
“De robot brengt zijn omgeving in kaart zonder die te kunnen zien', zegt werktuigbouwkundige Xinyan Deng van Purdue University in een persbericht. 'Dat kan nuttig zijn in een situatie waarbij de robot wordt ingezet om op donkere plekken naar slachtoffers te zoeken. Het betekent ook dat we de robot een sensor minder hoeven mee te geven.'
Ware grootte
Drones kunnen niet eindeloos kleiner worden gemaakt. De wetten van de aerodynamica schrijven voor dat ze een bepaalde omvang moeten hebben om hun gewicht van de grond te kunnen krijgen.
Maar kolibries negeren die wetten. Door hun extreem snelle vleugelslag kunnen ze recht omhoog of omlaag vliegen, een snelle hoek van 180 graden maken en zelfs achteruitvliegen. Onderzoekers proberen al jaren de specifieke aerodynamica van de kolibrievlucht te ontrafelen, om kleinere drones te kunnen bouwen die kunnen vliegen waar grotere niet kunnen. Tot nu toe echter was geen groep daarin geslaagd.
De onderzoekers deden een reeks waarnemingen van echte kolibries en vertaalden wat ze zagen in algoritmes, waarvan ze het geheel vertaalden in een realistische, digitale simulatie. Dat voedden ze aan de robotversie, die ermee zeer realistisch kan vliegen.
Twaalf gram
Het lichaam van de kolibrie-robot komt uit een 3D-printer. De vleugels zijn gemaakt van koolstofvezel en hebben een spanwijdte van 17 centimeter. Het geheel weegt niet meer dan 12 gram, evenveel als een volwassen kolibriemannetje.
Hij kan aanzienlijk meer dan zijn eigen gewicht tillen, tot wel 27 gram. Dat maakt het mogelijk om uiteindelijk een batterij, sensoren en een camera of GPS toe te voegen. Het prototype zit nog vast aan een elektriciteitssnoer.
Geheime operaties
De robot maakt vrijwel geen geluid als hij vliegt, wat het een ideaal instrument maakt voor geheime operaties, aldus de makers. Hij is voorzien van twee motoren - één in elke vleugel - en de vleugels kunnen onafhankelijk van elkaar bewegen, wat hem in staat stelt om zelfs bij stevige turbulentie in de lucht te blijven.
De onderzoekers presenteren hun robot-kolibrie komende week op een internationale conferentie voor robotonderzoekers in Canada.
Foto: Purdue University/Jared Pike
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.