All’Università di Stanford hanno costruito una galleria del vento per uccelli e droni. L’obiettivo è quello di catturare tutti i segreti dei volatili e far sì che i velivoli senza pilota possano imitarli.
I droni possono e devono imparare moltissimo dagli uccelli. Ne sono convinti all’Università di Stanford dove è stata appena costruita una galleria del vento per testare e studiare i volatili in condizioni particolari. Per migliorare le prestazioni dei velivoli è necessario, infatti, imitare la natura riproponendo quelle soluzioni che molte specie hanno appreso in secoli di evoluzione.
Il progetto è guidato da David Lentick, professore associato e ornitologo di grande esperienza. In particolare, Lentick ha dedicato parte dei suoi studi per capire quali trucchi venissero utilizzati dagli uccelli per reggere e resistere a condizioni meteorologiche particolari. Calcoli, dinamiche, forze, prestazioni: le ali sono diventate il centro di molti suoi esperimenti e test. «Ma con questo nuovo tunnel crediamo di arrivare ad un livello di conoscenza ancora più profondo».
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I droni, i moderni “volatili”
Ma come usare tutti questi dati? Una delle applicazioni lega insieme scienza naturale e robotica, uccelli e droni. Immaginare un futuro, che ancora non c’è, dove questi oggetti artificiali si ritaglino un posto di primo piano e possano sfrecciare tra grattacieli e semafori, in balia dell’aria e delle sue turbolenze, non è un’operazione così peregrina.
Soprattutto se, tra qualche anno, avremo molti di questi velivoli contemporaneamente sopra le nostre teste.
«Osservate un piccione in volo» dice Lentick «Non ha alcun problema di stabilizzazione e vola, con sicurezza, aggirando angoli, schivando cavi e ostacoli. Per poi atterrare con grande sicurezza». Ancora non possiamo assistere a droni che siano in grado di fare altrettanto e con la stessa padronanza del gesto: «Dobbiamo studiare gli uccelli per capire come possiamo trasferire i loro segreti all’interno di una disciplina complessa come la robotica aerea».
La galleria del vento
Al suo interno sarà possibile simulare diverse condizioni: da quella più semplice in cui l’aria erogata non desta particolari problemi agli uccelli fino ad arrivare a diversi gradi di turbolenze che, invece, possono metterli maggiormente in difficoltà. Dalle condizioni di riparo, come quelle che si possono avere all’ombra di palazzi e strutture ingombranti, a quelle più esposte e pericolose.
In più il flusso può essere regolato per arrivare da varie posizioni, aumentando il senso di disagio e precarietà.
Anche la sezione dedicata all’osservazione, lunga oltre due metri, è stata progettata nei minimi particolari. Sono state installate telecamere di ultima generazione e tecnologie per la motion capture. La registrazione dei movimenti degli uccelli avviene millisecondo per millisecondo. Dati che poi possono essere analizzati e vagliati in laboratorio, in una fase successiva: «Ma quest’estate vogliamo introdurre altre innovazioni. Per esempio la fluoroscopia per osservare quello che avviene dentro agli uccelli. Scoprire i loro movimenti muscolo-scheletrici durante le fasi di volo».
Imitare gli uccelli per creare nuovi robot
Ultimo esperimento sarà quello di portare nel tunnel un intero stormo di uccelli. Servirà ad analizzare gli scontri e le collisioni tra le ali nei momenti di massima confusione. Tutte informazioni decisive per chi si servirà dei droni per le proprie future occupazioni.
Ma non solo. Lentick non esclude la possibilità di costruire dei robot alati che assomiglino agli uccelli e agiscano in maniera simile.
Del resto anche i fratelli Wright, per compiere la loro storica impresa, si sono affidati agli uccelli cercando di riprodurre i segreti del loro volo. E non avevano una galleria del vento così speciale e avanzata tecnologicamente: «Siamo fortunati ad averla. È stata costruita dai nostri ingegneri con grande cura. Ed è solo grazie al loro lavoro che noi, oggi, possiamo portare a termine il nostro». Una spesa notevole sostenuta da Stanford con il contributo dell’Air Force americana, della Marina e dell’Esercito, dello Human Frontiers Science Program e, infine, del programma di Bio-X Stanford.
Qui la costruzione in timelapse:
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«Sono davvero emozionato per l’opportunità che abbiamo davanti: studierò il volo degli uccelli da vicino con gli studenti di ingegneria che porteranno i loro più diversi e disparati interessi: dalla biomeccanica alla meccanica dei fluidi per l’aeronautica». Le possibilità applicative sono infinite. In particolare in un luogo che unisce perfettamente biologia, scienze animali e ingegneria robotica.
