Onderzoekers aan de University of California, Berkeley hebben naar eigen zeggen de kleinste draadloze vliegende robot ter wereld ontwikkeld die gecontroleerd kan vliegen. Het insectachtige apparaat, dat slechts 21 milligram weegt en een diameter van minder dan één centimeter heeft, wordt beschreven in een studie die op 28 maart is gepubliceerd in Science Advances.
De robot bootst de vliegmechaniek van een hommel na, waardoor hij kan zweven, van richting veranderen en kleine doelen raken. De onderzoekers ontwierpen de robot met twee minuscule magneten en een propellerachtige structuur. Wanneer deze wordt blootgesteld aan een extern magnetisch veld, zorgen de magneten voor lift door de propeller te laten draaien, waardoor het apparaat kan vliegen. De richting en het gedrag van de robot worden aangestuurd door de sterkte en oriëntatie van het magnetisch veld aan te passen.
Volgens het onderzoeksteam biedt dit ontwerp een oplossing voor een veelvoorkomend probleem bij miniatuurvliegrobots: de uitdaging om een eigen energiebron en vluchtbesturing in te bouwen. Door af te zien van interne componenten en te vertrouwen op externe magnetische besturing, konden de ingenieurs het formaat en gewicht drastisch beperken.
Het passieve besturingssysteem van de robot beperkt momenteel echter de mogelijkheid om in real time te reageren op omgevingsverstoringen. Zonder ingebouwde sensoren of feedbackmechanismen raakt de robot sneller uit koers bij variabele omstandigheden zoals wind. In toekomstige ontwikkelingsfasen willen de onderzoekers actieve besturingssystemen integreren, zodat de robot autonoom kan bijsturen tijdens de vlucht.
Het nieuwe apparaat is ongeveer een derde van het formaat van de op één na kleinste robot met vergelijkbare vliegcapaciteiten, die een diameter van 2,8 centimeter heeft. Mogelijke toepassingen zijn onder meer kunstmatige bestuiving en inspectie van moeilijk bereikbare of afgesloten omgevingen, zoals binnen leidingen.
De ontwikkeling maakt deel uit van een breder onderzoeksprogramma naar miniatuurrobots van de onderzoeksgroep, waaronder op de grond opererende robots geïnspireerd op kakkerlakken en samenwerkende microrobots met mogelijke medische toepassingen. Deze projecten worden ondersteund door het Berkeley Sensor and Actuator Center.
Het onderzoek werd geleid door Liwei Lin, Distinguished Professor in Mechanical Engineering aan UC Berkeley, met bijdragen van promovendi Fanping Sui, Wei Yue, Kamyar Behrouzi, Yuan Gao en Mark Mueller.
