Vliegende bijenrobot krijgt meer vleugels en vliegt draadloos op zonne-energie

Onderzoekers van de Harvard-universiteit hebben hun bestaande, vliegende 'bijenrobot' twee extra vleugels gegeven en enkele andere verbeteringen doorgevoerd. Dat maakt dat RoboBee nu kan vliegen zonder draad voor de energievoorziening, op basis van zonnecellen.

Om het robotinsect te laten vliegen zonder draad zijn er een aantal aanpassingen doorgevoerd, waaronder de toevoeging van twee extra vleugels. De robot heeft vleugels in een x-vorm, waardoor de makers hem de naam RoboBee X-Wing hebben gegeven. Naast de extra vleugels zijn er minder zichtbare aanpassingen doorgevoerd bij de actuatoren en is de overbrengingsverhouding verbeterd. Dit alles maakt het namaakinsect efficiënter en geeft het 38 procent meer lift; dat is meer dan de robot nodig heeft. Volgens een van de onderzoekers werd het daarmee mogelijk om alle benodigde techniek aan boord te integreren, zodat er dus geen externe energiebron meer nodig is.

De zonnecellen zijn volgens de onderzoekers de kleinste commercieel beschikbaar zonnecellen; ze wegen elk 10mg en genereren 0,76 milliwatt per milligram aan vermogen, mits er zonlicht met volle intensiteit op de cellen valt. In totaal genereren de zes zonnecellen ongeveer 120 milliwatt aan vermogen. De kleine zonnepaneeltjes zijn 3cm boven de vleugels geplaatst om interferentie te voorkomen. Onder de vleugels zit een paneel met elektronica die het signaal van de zonnecellen versterkt; de hogere spanning is nodig voor de actuatoren. RoboBee X-wing weegt in totaal slechts 259 milligram en heeft een 'spanwijdte' van 3,5cm

De onderzoekers kunnen echter nog lang niet achterover leunen. Om de robot te laten vliegen is er een lichbron nodig met de intensiteit van drie keer onze zon. In het laboratorium wisten de onderzoekers de X-Wing slechts gedurende een halve seconde te laten vliegen door lampen op de zonnecellen te laten schijnen, schrijft Wired. Om het insect luchtwaardig te maken moeten de zonnecellen en actuatoren verder verbeterd worden en zal een geïntegreerde accu uitkomst kunnen bieden. Bovendien is er nu geen brein, zodat de robot nu doelloos rond zou vliegen. Daarbij zou er ook voor de wind moeten worden gecompenseerd. De onderzoekers denken dat een draadloze RoboBee uiteindelijk ingezet kan worden voor onder meer milieuonderzoek, verkenningen en zoek- en reddingsmissies.

RoboBee X-Wing is in feite een doorontwikkeling van een eerste prototype uit 2008, dat door de jaren heen verschillende keren is aangepast. Dat leidde bijvoorbeeld in 2015 tot een versie van de bijenrobot die kan vliegen en zwemmen, wat mogelijk werd door een aangepaste slagtechniek van de vleugels. In 2017 werd dit ontwerp verder verbeterd door RoboBee de capaciteit te geven om na het zwemmen weer vanuit het water op te stijgen.

Over RoboBee X-Wing hebben de onderzoekers een paper gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature, onder de titel Untethered flight of an insect-sized flapping-wing microscale aerial vehicle.