Onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences hebben de microrobot RoboBee uitgerust met een nieuw landingssysteem, geïnspireerd op de poten van langpootmuggen. Dit moet het veiliger landen mogelijk maken. De ontwikkeling, beschreven in het tijdschrift Science Robotics, markeert een nieuwe fase in het RoboBee-project, dat eerder al insectachtig vlieggedrag zoals zweven en duiken heeft laten zien.
De nieuwste aanpassing bestaat uit lange, scharnierende poten die de mechanische structuur van langpootmuggen nabootsen. Deze poten helpen de impactkrachten bij de landing te verminderen – een cruciaal punt vanwege de kwetsbaarheid van de piëzo-elektrische actuatoren die de vlucht aandrijven. RoboBee weegt slechts een tiende gram en heeft een spanwijdte van 3 centimeter. Door zijn kleine formaat is hij extra gevoelig voor schade bij instabiele landingen en luchtverstoringen vlak boven de grond, veroorzaakt door de vleugelslag.
Om deze uitdagingen aan te pakken, heeft het onderzoeksteam het regelsysteem van de robot verbeterd, zodat hij beter kan afremmen en de grondinvloeden tijdens de afdaling kan compenseren. De herontwerpen zijn uitgevoerd onder leiding van promovendus Christian Chan en voormalig postdoctoraal onderzoeker Nak-seung Patrick Hyun, die ook tests uitvoerden op zowel harde als flexibele ondergronden.
Het project is mede gebaseerd op biologisch onderzoek naar insectenbeweging, met name naar de morfologie en gewrichtsstructuur van langpootmuggen, die bekendstaan om hun zachte landingen en korte, frequente vluchten. Met productietechnieken uit het Harvard Microrobotics Lab zijn de stijfheid en dempingseigenschappen van de nieuwe poten nauwkeurig afgestemd.
Biologe Alyssa Hernandez droeg bij aan de integratie van biologische principes in het ontwerp. Zij benadrukte dat RoboBee een waardevol hulpmiddel is om biomechanische functies bij insecten te bestuderen, en dat het platform een brug kan slaan tussen engineering en biologie.
Hoewel RoboBee nog steeds is aangesloten op externe besturingssystemen, werkt het team aan volledige autonomie door het ontwikkelen van sensoren, energiebronnen en besturing aan boord. Hoofdonderzoeker Robert Wood benadrukte dat veilig kunnen landen een noodzakelijke stap is richting een volledig autonome werking.
Mogelijke toekomstige toepassingen van RoboBee zijn onder meer milieumonitoring, rampenbestrijding en kunstmatige bestuiving, al bevinden deze toepassingen zich nog in een verkennende fase, terwijl de capaciteiten van de robot zich verder ontwikkelen.
Foto credit: Eliza Grinnell / Harvard SEAS Communications
