Geen energieverlies door ingewikkelde transmissiesystemen, deze microdrone flappert met zijn vleugels dankzij elektrisch geladen plaatjes.

Drones komen er in allerlei soorten en maten. Zo heb je de ‘standaard’ quadcopters waarmee je pleziervluchten uitvoert en foto’s neemt. Van een heel andere orde zijn de gigantische vrachtdrones, zoals de Volocopter die maar liefst 18 rotors heeft. Maar wat nou als je lastig begaanbare plekken wilt inspecteren? Dan is een mini-drone veel handiger. Laten ingenieurs van de Universiteit van Bristol precies dat hebben ontwikkeld. Ze bouwden een piepkleine drone die efficiënter met zijn vleugels flappert dan een insect doet.

Lees ook:

• Vrachtdrone ready for takeoff
• Dronebal beweegt door ultrasone trillingen

Microdrone

De huidige microdrones flapperen meestal door middel van complexe transmissiesystemen, zoals tandwielen en motoren. Dat maakt ze zwaarder en zorgt voor energieverliezen. De nieuwe drone van het Bristol-team maakt gebruik van een kunstmatig spiersysteem dat het een liquid-amplified zipping actuator (LAZA) noemt, waarvoor geen overbrenging (transmissie) nodig is.

LAZA werkt als volgt. Elk van de flaps, ter grootte van een libellenvleugel, is verbonden met een elektrisch geladen plaatje dat ze op en neer laat bewegen. Dat plaatje bevindt zich tussen twee andere geleidende platen die verbonden zijn met een spanningsbron.

Als de onderzoekers een positieve lading op het bovenste plaatje zetten, klapt de vleugel omhoog. Zetten ze een spanning op de onderste, dan klapt die omlaag (zie onderstaande figuur). Door dat snel achter elkaar te doen, ontstaat er een slagbeweging. Het vloeibare diëlektricum (dat in het geel wordt getoond) tussen de elektroden versterkt de slagbewegingen.

Plantenbestuiving

De Britse ingenieurs stelden LAZA op de proef. De microdrone behaalde met het systeem een snelheid van zo’n 2,5 kilometer per uur. Dat is misschien niet snel, maar betekent wel dat het robotinsect achttien keer zijn eigen lichaamslengte per seconde aflegt. Bovendien ondervonden de wieken na meer dan een miljoen vleugelslagen nog steeds geen slijtage.

Volgens het team kan het LAZA-systeem, dat in Science Robotics staat beschreven, worden gebruikt in drones die milieu-inspecties of verkenningsmissies moeten doen. De surrogaatinsecten zouden zelfs planten kunnen bestuiven.

Bronnen: Science Robotics, New Atlas, De Ingenieur

Beeld: Tim Helps/University of Bristol

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!