TU Delft stampa in 3D dei droni sottomarini ispirati al tonno

La ricerca acquatica subacquea sembra prendere un nuovo motto: fai come fanno i pesci! C’è una tendenza innegabile nel settore a esplorare lo sviluppo di nuovi strumenti di ricerca che non solo si fondono più facilmente nell’ambiente acquatico ma imitano anche i residenti delle acque profonde. Ad esempio, il MIT ha creato un pesce robot chiamato SoFi, e ancora più recentemente uno studente della TU Delft ha utilizzato la stampa 3D per creare un pesce robot che nuota nell’acqua come un tonno.

Lo studente in questione, Sander van den Berg, sta seguendo il suo master in ingegneria del design industriale e ha deciso di creare il drone ispirato al pesce per il suo progetto di laurea. Il drone, che trae ispirazione da alcuni dei pesci più veloci dell’oceano, è in grado di nuotare fino a 0,85 metri al secondo, una velocità da record per i pesci robot.

Il drone robotico per pesci, ancora nella fase di prototipo, è costituito da un corpo in plastica stampata in 3D a basso costo, un foglio di plastica flessibile e una pelle in silicone morbido per il segmento di coda mobile. Il design del pesce-drone si basa su un principio abbastanza semplice: aumentare la velocità rendendo passiva una parte del robot (la testa) e l’altra (la coda) attiva.

La parte attiva del drone è stata sviluppata da van den Berg utilizzando la modellazione al computer e imita i movimenti del nuoto thunniform. Visto in tonni e molti squali lamnidi, il nuoto thunniform è definito da una grande coda spesso a forma di mezzaluna che fa la maggior parte del movimento laterale. Questo approccio consente aumenti rapidi della velocità e il nuoto a lunga distanza.

A quanto pare, cercando di imitare il movimento di alcuni dei pesci più veloci, van den Berg è stato in grado di creare un pesce robot relativamente veloce. (Secondo quanto riferito, un tonno pinna gialla è in grado di raggiungere velocità fino a 75 km / h, quindi è sicuro affermare che il tonno robotico non combacerebbe lì!)

Tuttavia, il pesce robotizzato stampato in 3D è un risultato, poiché lo studente di design industriale ha trovato un modo per stabilizzare il drone, che in precedenza era stata un’impresa difficile con questo tipo di movimento. Il problema è stato superato installando un motore nella testa del pesce, che tira il segmento attivo della coda da un lato all’altro. Il movimento in avanti è anche incoraggiato dal segmento passivo adiacente della coda, che continua a piegarsi e sbattere con la resistenza all’acqua.

Ci sono molti vantaggi nella progettazione di droni sottomarini che utilizzano movimenti ispirati ai pesci piuttosto che eliche. Per uno, i movimenti a coda sono più efficienti delle eliche e possono raggiungere velocità più elevate. In secondo luogo, sono più sicuri delle eliche, che hanno un alto rischio di danni alla vita marina e persino all’uomo. Ai fini della ricerca, avere un drone robotico che si muove come un pesce è anche meno distruttivo di un drone a elica, che ronza e rompe l’acqua. Infine, il movimento ondulato è anche più praticabile a profondità più profonde, dove le parti rotanti diventano meno efficienti.

In pratica, i droni sottomarini, in particolare quelli meno invasivi ispirati ai pesci, avrebbero applicazioni nella ricerca subacquea, nell’assistenza subacquea, nell’ispezione delle imbarcazioni e altro ancora.

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