Dronele viitorului ar putea fi extrem de mici, comparabile ca dimensiune cu o monedă, și să fie alimentate fără baterii sau motoare tradiționale. Cercetători de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) din Elveția au demonstrat în laborator că undele sonore pot fi transformate direct în forță de propulsie, eliminând necesitatea componentelor convenționale de propulsie pentru drone.
Fonamentarea tehnologiei de propulsie bazată pe sunet
Tehnologia se bazează pe fenomenul fizic al rezonanței Helmholtz, același care produce sunet grav atunci când sufli peste gura unei sticle. Cercetătorii au creat cavități acustice mici proiectate special, în interiorul cărora undele sonore generate de surse externe determină aerul să oscileze și să producă jeturi concentrate, provocând mișcare.
Rezonatoarele calibrate pentru anumite frecvențe transformă energiile acustice în forță de propulsie, fără a necesita motoare sau baterii la bord. Această abordare permite ca energia sunetului să fie folosită pentru ridicare și control al miniaturi de mărimea unei monede, utile pentru misiuni discrete de supraveghere.
Prototipuri și teste cu micro-ambarcări și drone mici
Echipa EPFL a imprimat în 3D diverse cavități de forme și dimensiuni pentru a determina configurația cu cea mai mare eficiență. Au testat ambarcațiuni mici echipate cu până la trei rezonatoare, fiecare acționat la frecvențe diferite, controlate prin schimbarea parametrilor emisiunii sonore.
Teste cu drone mici, denumite microfliere, au fost realizate pentru a demonstra potențialul tehnologiei. Aceste drone, aproximativ de dimensiunea unei monede, conțin câte trei cavități microscopice integrate direct în structura lor. Ele utilizează ultrasunete, frecvențe invizibile pentru oameni, pentru a produce forță de ridicare sau rotație.
Unul dintre prototipuri a generat forță pentru a se ridica, altul a utilizat energia pentru a roti palete cu până la 13.000 de rotații pe minut, asemănător unui elicopter miniatural. Aceste performanțe simplifică construcția și reduc greutatea dispozitivelor.
Beneficiile și perspectivele pentru roboți mici
Principalul avantaj al acestei tehnologii este posibilitatea de miniaturizare extremă a sistemelor de propulsie. Eliminând nevoia spațiului pentru motoare și baterii, construcția de roboți sau drone foarte mici devine mai simplă și mai eficientă.
Energia necesară pentru generarea undelor sonore trebuie furnizată din exterior, însă componentele mecanice implicate în mișcare pot fi foarte simple și ușoare. Sistemele pot fi ulterior integrate în structuri flexibile, capabile să răspundă la diferite frecvențe sonore, astfel încât un robot să poată îndoi, roti, vibra sau chiar schimba forma în funcție de semnecțele sonore recepționate.
Utilizarea undelor sonore nu se limitează la propulsie; ele pot fi exploatate și pentru navigație, prin ecolocație, permițând roboților mici să se orienteze și să caute obiecte sau persoane în zone greu accesibile.
