Stel je kleine robots voor die door rampgebieden navigeren en puin en rook ontwijken om opgesloten overlevenden te lokaliseren. Dit is geen sciencefiction; het is de visie van Nitin J. Sanket, een professor aan het Worcester Polytechnic Institute (WPI). Zijn team heeft vliegende robots ter grootte van een handpalm ontwikkeld die het echolocatievermogen van vleermuizen nabootsen, wat een veiligere en efficiëntere manier belooft om zoek- en reddingsmissies uit te voeren.
Traditionele zoek- en reddingsacties brengen menselijke reddingswerkers vaak in gevaarlijke situaties: het navigeren door verraderlijk terrein, dichte rook of zwaar weer. Drones bieden een aantal voordelen vanwege hun snelheid en behendigheid, maar Sanket gelooft dat we verder kunnen komen door van de natuur te leren. Zijn fascinatie voor luchtrobotica en het potentieel van biologische inspiratie brachten hem ertoe te onderzoeken hoe vleermuizen navigeren met behulp van echografie.
Sanket legt uit: “We dachten dat drones de oplossing zouden zijn, omdat ze heel snel veel terrein kunnen bestrijken. Ze kunnen wendbaar en snel zijn.” Hij erkende echter de behoefte aan iets kleiners, manoeuvreerbaarder en minder machtshongerig. Zijn onderzoek begon met het bestuderen van de opmerkelijke vliegmogelijkheden van insecten en vogels – wezens met een ongelooflijk beperkte rekenkracht en rudimentaire sensorische systemen.
“We moesten ons opnieuw voorstellen wat een drone op dat moment zou zijn”, aldus Sanket. “Ga terug naar de biologie, want de biologie doet dit veel beter dan wij vandaag kunnen.” Dit bracht hem ertoe zijn eerste prototype te ontwikkelen: een zwerm robotbijen ontworpen voor bestuiving. Hoewel ambitieus, besefte Sanket dat het langer zou duren om deze toepassing te realiseren, wat hem ertoe aanzette de focus te verleggen naar gebieden waar bio-geïnspireerde robotica een onmiddellijke impact zouden kunnen hebben – en zoek- en reddingsacties pasten daar perfect bij.
De sleutel tot het creëren van deze vleermuisachtige robots was het vinden van compacte, energiezuinige sensoren die obstakels van dichtbij konden detecteren. Het team van Sanket richtte zich aanvankelijk op ultrasone sensoren die in automatische kranen worden gebruikt en die bekend staan om hun lage stroomverbruik. Het zoemende geluid van de propellers van de robot hinderde echter het vermogen van de sensor om objecten binnen een straal van twee meter te lokaliseren.
Op een andere manier uit de natuur repliceerden ze de unieke akoestische structuren die te vinden zijn in de neuzen, oren en monden van vleermuizen. Deze weefsels veranderen adaptief van dikte en dichtheid, waardoor de geluidsontvangst en -emissie worden gemoduleerd. Door soortgelijke structuren in 3D op de robots te printen, heeft het team van Sanket deze vleermuisachtige aanpassing effectief nagebootst, waarbij het geluid werd gefilterd en de robots nauwkeurig obstakels konden detecteren.
Nu deze uitdagingen zijn overwonnen, ligt de focus op het verhogen van de snelheid van de robots. ‘We vergeten vaak hoe opmerkelijk andere dieren zijn’, benadrukt Sanket. Door wezens als vleermuizen te bestuderen, kunnen we inzichten verwerven in geavanceerde navigatietechnieken die onze huidige mogelijkheden ver te boven gaan.
Het potentieel van deze kleine vleermuisbots in zoek- en reddingssituaties valt niet te ontkennen. Hun vermogen om met uiterste nauwkeurigheid door gevaarlijke omgevingen te navigeren, belooft veiligere reddingsacties en minimaliseert de risico’s waarmee menselijke hulpverleners worden geconfronteerd. Naarmate de ontwikkeling vordert, kun je verwachten dat deze innovatieve robots een cruciale rol gaan spelen bij het redden van levens, zelfs in de meest uitdagende omstandigheden.
