Onderzoekers van de University of California, Berkeley zijn erin geslaagd de kleinste draadloze vliegend robot ter wereld te ontwikkelen. De robot is slechts één centimeter in diameter en weegt 21 milligram, en kan zweven, van richting veranderen en kleine doelen raken.
Al langer werken onderzoekers aan zeer kleine vliegende robots. Het kleinste exemplaar was tot nu toe een robot met een diameter van 2,8 centimeter. Het exemplaar van de University of California, Berkeley meet echter slechts één centimeter in diameter, en is dus bijna driemaal zo klein..
Geïnspireerd op de bij
De robot is geïnspireerd op de bij. “Bijen vertonen opmerkelijke aeronautische vaardigheden, zoals navigatie, zweven en bestuiving, die kunstmatige vliegende robots van vergelijkbare schaal niet kunnen evenaren”, licht Liwei Lin, Distinguished Professor of Mechanical Engineering aan UC Berkeley en hoofdauteur een paper over het onderzoek, toe.
Lin: “Deze vliegende robot kan draadloos worden bestuurd om een aangewezen doelwit te benaderen en te raken, waarbij het bestuivingsmechanisme wordt nagebootst zoals een bij nectar verzamelt en wegvliegt.”
Aangedreven via extern magnetisch veld
Een van de uitdagingen bij het ontwikkelen van een zeer kleine robot is het huisvesten van een batterij en elektronica voor het aansturen van de robot. Het integreren hiervan in een klein en lichtgewicht apparaat is complex.
De robot is daarom door de onderzoekers vormgegeven als een kleine propeller en voorzien van twee magneten. Onder invloed van een extern magnetisch veld worden deze magneten naar elkaar toegetrokken of juist van elkaar afgeduwd. Dit zorgt ervoor dat de robot om zijn as begint te draaien. Dankzij zijn vormgeving genereert dit voldoende stijgkracht om het robotje te laten opstijgen. Het manipuleren van de sterkte van dit externe magnetische veld maakt het mogelijk het vliegpad van de robot nauwkeurig te bepalen.
Alleen passief vliegen mogelijk
De mogelijkheden van de robot zijn op dit moment nog beperkt. Zo kan de robot alleen passief vliegen. Zo beschikt de robot niet over sensoren voor het detecteren van zijn eigen positie of vliegpad, en kan het zijn bewegingen niet in real-time aanpassen.
Dit betekent in de praktijk dat de robot nauwkeurig een vastgesteld pad kan volgen, maar niet in staat is te reageren op eventuele veranderingen in zijn omgeving zoals een windvlaag. Deze mogelijkheden willen de onderzoekers op termijn wel toevoegen aan de robot.
Ook overwegen de onderzoekers de robot nog kleiner te maken. Op dit moment is een relatief sterk magnetisch veld nodig voor manipuleren van de robot. Door de robot verder te verkleinen tot een diameter van minder dan een millimeter maakt het mogelijk de robot aan te sturen met een minder sterk magnetisch veld.
Diverse toepassingen
De onderzoekers zien diverse toepassingen voor de zeer kleine robots die zij ontwikkelen. “Minuscule vliegende robots zijn nuttig voor het verkennen van kleine holtes en andere ingewikkelde omgevingen”, zegt Fanping Sui, die onlangs een Ph.D. in engineering heeft afgerond aan UC Berkeley en een van de auteurs is van de paper. “Dit kan worden gebruikt voor kunstmatige bestuiving of het inspecteren van kleine ruimtes, zoals de binnenzijde van een pijp.”
De paper van de onderzoekers is hier te vinden.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Beeld: Pexels via Pixabay
