Di: ATS/Spi 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.
Una spinta che varia in funzione delle specifiche frequenze dei suoni emessi. 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 “cavità”. 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 giovedì in una nota l’EPFL, che rende conto di una pubblicazione sulla rivista Science Advances .Le strutture cave che fungono da "motore" su una micro-barcaEPFL/MICROBS - CC-BY-SA 4.0I 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, ossia 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.Micro-barche spinte dalle onde sonore su "rotte" differentiEPFL/MICROBS - CC-BY-SA 4.0Microbs ha 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.Il minuscolo drone nelle diverse fasi del decolloEPFL/MICROBS - CC-BY-SA 4.0Utilizzando una tecnica di nanostampa 3D, il team ha costruito “microvelivoli”: veicoli volanti ultraleggeri con tre cavità microscopiche integrate direttamente nelle loro strutture polimeriche. A differenza delle imbarcazioni, i microvelivoli erano alimentati a frequenze ultrasoniche non udibili dall’orecchio umano. Un design del peso di soli 150 microgrammi utilizzava le sue cavità per generare spinta diretta verso l’alto come un razzo. Un altro microvelivolo combinava le cavità con minuscole pale, che ruotavano a velocità fino a 13’000 giri al minuto, per generare una portanza simile a quella di un elicottero.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.
