Quando i pompieri parigini cercarono disperatamente di salvare Notre-Dame dalla devastazione totale, si affidarono ai droni per mostrare loro dove dovevano concentrare i loro sforzi e posizionare i loro tubi.
Nel frattempo, UPS ha iniziato a utilizzare droni, formalmente noti come veicoli aerei senza equipaggio (UAV), per trasportare campioni medici da e verso gli edifici di una rete ospedaliera a Raleigh, nella Carolina del Nord.
Il Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti ha recentemente riferito di aver lanciato oltre 10.000 voli di droni l'anno scorso, il doppio rispetto al 2017. Il loro uso in risposta a catastrofi naturali è aumentato vertiginosamente.
Non c'è dubbio che i droni siano diventati uno strumento di riferimento per i nostri tempi, una tecnologia i cui usi continueranno ad espandersi. Tuttavia, nonostante tutto il loro potenziale, gli UAV devono ancora affrontare una grande sfida: la carica della batteria è limitata. La maggior parte dei modelli può rimanere in volo per non più di 20 minuti prima che finisca il succo. Alcuni voli possono durare 30 minuti, ma questo è generalmente il limite.
Gli uccelli lo fanno
Molta ricerca si è concentrata sulle batterie stesse. Una startup di nome Cuberg, ad esempio, afferma di aver sviluppato una batteria al litio metallico che può prolungare il tempo di volo del 70 percento.
Ma un team internazionale di scienziati ha adottato un approccio diverso, cercando invece modi per consentire ai droni di risparmiare la batteria, potendo "riposare" durante i voli. In particolare, hanno progettato UAV con carrello di atterraggio che consente loro di appollaiarsi o bilanciarsi su oggetti come gli uccelli.
"Abbiamo alcune diverse strategie di perching", afferma il ricercatore di Yale Kaiyu Hang, autore principale di uno studio recentemente pubblicato su Science Robotics. "Dove è completamente arroccato, dove si aggrappa a qualcosa, come un pipistrello, possiamo fermare tutti i rotori e il consumo di energia diventerebbe zero."
Un'altra opzione è ciò che Hang chiama "riposo". Implica l'utilizzo di un dispositivo di atterraggio che consente a un drone di bilanciarsi sul bordo di una superficie, come una scatola o una sporgenza. In quella posizione, sarebbe in grado di arrestare due dei suoi quattro rotori, tagliando il consumo all'incirca a metà. Un'altra alternativa consente a un drone di sedersi su una piccola superficie, come un palo, una tattica che riduce il consumo di energia di circa il 70 percento, secondo Hang.
Il concetto di appollaiarsi di droni non è nuovo, ma questa ricerca, dice Hang, espande i tipi di superfici su cui gli UAV possono riposare. Il design del carrello di atterraggio ricorda un artiglio avvincente, con tre dita. Ciò che conferisce al dispositivo la sua versatilità sono i diversi accessori che possono essere montati sulle dita, a seconda del tipo di superficie che verrà utilizzata per il riposo.
Hang lo confronta con il cambio dell'obiettivo su una fotocamera per adattarsi a diverse condizioni. "È super difficile progettare un carrello di atterraggio in grado di funzionare con ogni tipo di ambiente", afferma. “Ma se lo rendi modulare, è molto più semplice progettare pinze che funzioneranno con le superfici con cui l'UAV interagirà. Fornisce soluzioni diverse anziché un'unica soluzione ottimale. "
Neil Jacobstein, noto esperto di intelligenza artificiale e robotica della Silicon Valley, non coinvolto in questa ricerca, ne riconosce i potenziali benefici. Dice che mentre non lo descriverebbe necessariamente come una "svolta", pensa che sia "utile a causa della bassa densità di energia delle batterie dei droni. La capacità di appollaiarsi e riposare consente ai droni di risparmiare energia. "
Prossimi passi
L'obiettivo di questi droni è usare l'intelligenza artificiale per sorvegliare un ambiente e quindi scegliere la superficie di atterraggio più adatta, dice Hang. Finora, tutte le ricerche sono state condotte in un laboratorio in modo che gli scienziati siano stati in grado di utilizzare una videocamera esterna invece di installarle sui droni. Inoltre, non hanno dovuto affrontare le correnti e le altre condizioni meteorologiche che renderanno più difficile l'atterraggio e la stabilizzazione degli UAV sulle superfici del mondo reale.
"All'esterno, avremmo un sacco di problemi aerodinamici da affrontare", dice Hang. "Questa è una delle sfide dello sviluppo futuro". Il primo passo, osserva, è stato quello di creare un prototipo in grado di mostrare ciò che era possibile utilizzando componenti modulari con carrello di atterraggio per droni. Il team, tuttavia, non ha richiesto un brevetto. È stato più un progetto accademico che commerciale, nota Hang.
Ma Hang è entusiasta di come queste innovazioni di design possano avere un impatto sul miglioramento di ciò che i droni possono fare. Potendo stabilizzarli in modo più sicuro su superfici diverse, ad esempio, li renderebbe in grado di sollevare oggetti, cosa che un UAV in bilico non può fare molto bene.
"Con le corde, un drone potrebbe effettivamente fungere da puleggia", dice.
Hang immagina anche un giorno in cui un drone potrebbe atterrare alla tua finestra per effettuare una consegna. "Non dovresti permettere ai droni di entrare in casa tua", dice. “Saresti in grado di raggiungere e afferrare ciò che stanno offrendo. Sarebbe come un uccello seduto sul tuo davanzale. "
