L'EPFL sviluppa micro-droni propulsi da onde sonore

Onde sonore come carburante per muovere minuscoli droni in aria e sull'acqua. È quanto realizzato da ricercatori del Politecnico federale di Losanna (EPFL), che hanno munito i veicoli di cavità in cui il suono si trasforma in spinta. E quest'ultima varia in funzione delle specifiche frequenze dei suoni emessi. A darne notizia è una pubblicazione sulla rivista Science Advances.

L'innovazione prodotta dal Laboratorio di sistemi MicroBioRobotic (Microbs) della Facoltà di scienze e tecniche ingegneristiche dell'EPFL consiste nella realizzazione di strutture cave di forma circolare o a campana, denominate "cavit à". Quando le onde sonore fanno vibrare l'aria all'interno di queste cavità, l'aria oscillante viene espulsa sotto forma di getto concentrato, mentre il flusso d'aria in entrata è più diffuso. Questo squilibrio genera una spinta in grado di muovere i minuscoli droni, spiega una nota odierna dell'EPFL.

I ricercatori hanno sfruttato una proprietà denominata risonanza di Helmholtz. Dietro a questa designazione si cela il fenomeno noto a tutti, studiato per primo dallo scienziato tedesco Hermann von Helmholtz, di quando si soffia delicatamente attraverso il collo di una bottiglia vuota. Oltre a produrre una nota, il soffio fa infatti oscillare l'aria imprigionata nel recipiente.

Microbs ha ad esempio costruito modellini di barche, lunghe circa un centimetro, dotati di un massimo di tre cavità, ciascuna sintonizzata su una frequenza diversa e posizionata in modo da spingere la minuscola imbarcazione in una direzione specifica. Modificando la frequenza delle onde sonore emesse da un altoparlante, i ricercatori sono riusciti ad attivare in modo selettivo diverse cavità per muovere le barchette, farle girare attorno a ostacoli e persino programmarle per una navigazione autonoma. Esperienze del tutto analoghe sono state compiute con microdroni volanti.

Poiché questi dispositivi si basano su cavità vuote anziché su motori, ingranaggi o componenti magnetici, possono diventare estremamente piccoli e leggeri. In futuro, diverse strutture sensibili al suono potrebbero essere integrate in un unico dispositivo flessibile, ciascuna delle quali reagirebbe a una frequenza sonora diversa. "Ciò consentirebbe a parti specifiche del dispositivo di muoversi, piegarsi o vibrare, il che potrebbe portare alla realizzazione di dispositivi robotici aerodinamici in grado di cambiare forma in risposta al suono", afferma, citato nella nota, Selman Sakar, direttore del laboratorio.

Finora i lavori in questo ambito utilizzavano le onde sonore per far levitare passivamente in aria oggetti vari.