Zwitserse ingenieurs bouwen vliegende robots met benen

Lopen, huppelen en vliegen: Voor de meeste vogels is dit volkomen normaal. Voor robots is de combinatie van verschillende soorten voortbeweging een uitdaging. Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en de Universiteit van Californië hebben nu een drone ontwikkeld met de naam "Raven" (Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple Environments), gemodelleerd naar vogels. Dit combineert de efficiëntie van vliegende drones met de wendbaarheid van landrobots en verenigt de twee soorten voortbeweging. Het onderzoeksteam presenteerde hun project in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Technische kenmerken en mogelijkheden

De "Raven" drone is uitgerust met vogelachtige poten waarmee hij niet alleen kan vliegen, maar ook lopen, over obstakels springen en opstijgen vanuit een staande positie. Deze poten zijn geïnspireerd op de anatomie en bewegingen van vogels, vooral kraaien, en bieden een opmerkelijke energie-efficiëntie. De drone kan vanuit staande positie over obstakels springen met een lengte tot twaalf centimeter en een hoogte tot 26 centimeter. Bij het wegspringen bereikt hij een hoogte van bijna een halve meter.

"Raven" heeft geen hulp nodig tijdens het opstijgen. De drone kan ongeveer een halve meter de lucht in springen. Een propeller treedt dan in werking en versnelt de drone. Zo kan hij een snelheid bereiken van ongeveer 2,2 meter per seconde.

Een andere eigenschap van de "Raven" drone is dat hij naadloos kan schakelen tussen grond- en luchtbewegingen. Dit maakt hem bijzonder nuttig in complexe omgevingen waar conventionele drones hun grenzen bereiken. De drone weegt 620 gram en maakt gebruik van passieve, veerachtige gewrichten en flexibele tenen om zijn wendbaarheid te maximaliseren. Het beengedeelte alleen al weegt 230 gram. "Raven" heeft een spanwijdte van ongeveer een meter en een lichaam van ongeveer 50 centimeter lang.

Toepassingsgebieden en potentieel

Dankzij zijn mogelijkheden opent de robot nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van drones in moeilijke en ontoegankelijke gebieden. Hij kan bijvoorbeeld worden gebruikt bij milieubewaking, zoek- en reddingsmissies of in de landbouw, waar hij zowel op de grond als in de lucht efficiënt kan werken. Een andere toepassing is pakketbezorging.

De ontwikkeling van de "Raven" laat zien hoe de natuur als inspiratie kan dienen voor technische innovaties. "Dieren zijn bewezen functionele modellen. Ze hebben in hun leefomgeving overleefd door effectieve strategieën toe te passen," legt Won Dong Shin uit, een promovendus aan de EPFL.

Voor de toekomst wil het onderzoeksteam ervoor zorgen dat "Raven" ook zijn benen kan gebruiken om te landen. Een andere geplande aanpassing is dat de robot opvouwbare vleugels krijgt, zodat hij door nauwe ruimtes kan komen. "Vleugelflappen zou een heel interessant thema zijn. Dit is heel belangrijk voor de landing, want vogels remmen eerst met hun vleugels, niet met hun poten. Met wapperende vleugels wordt dit een echte vogelachtige robot," zegt Shin over het thema.