Robots die vliegen als vogels

De eerste robotvogels, zoals de RoBird die aan de Universiteit Twente is ontwikkeld, slaan inmiddels hun vleugels uit. Maar opstijgen en landen als een vogel, of vliegen met asymmetrische wiekslag, dat kan nog niet. Prof. Stefano Stramigioli wil de komende jaren de droom verwezenlijken die Leonardo Da Vinci al had, met nieuwe theorievorming en experimenten met een nieuwe generatie robotvogels. Hiervoor heeft de European Research Council (ERC) hem nu een Advanced Grant toegekend van 2,8 miljoen euro.

Het speelse gemak waarmee vogels vliegen, deed Leonardo da Vinci al in de 15de eeuw dromen van machines die hetzelfde zouden kunnen. Vliegtuigen met hun starre vleugels, hoe goed ze het ook doen, blijven toch een slap aftreksel. De vleugelbeweging nabootsen, rekening houdend met de complexe luchtstroming, dat is een ander verhaal. Met de RoBird heeft de groep van Stefano Stramigioli al belangrijke stappen gezet: een robot-roofvogel die inmiddels, via spin-off Clear Flight Solutions, de markt verovert. De RoBird was al goed voor de European Technology Transfer Award.

In zijn nieuwe onderzoek wil Stramigioli nog veel verder gaan: “De 3D stromingsdynamica begrijpen we nog steeds onvoldoende, laat staan hoe we die dynamica kunnen beheersen en hoe we robots maken die er gebruik van maken. Opstijgen en landen als een vogel kunnen we bijvoorbeeld nog niet, dat geldt ook voor vliegen met asymmetrische wiekslag en automatische aanpassing aan de luchtstroming.”

“Een robot laten opstijgen en landen als een vogel, dat kunnen we nog niet. Ik wil beter begrijpen hoe 'flapping flight' werkt.”

De ontwikkeling van de volgende generatie robotvogels begint met nieuwe theorievorming. Stramigioli wil daarvoor de zogenaamde port-Hamiltoniaanse systeemtheorie inzetten: een krachtige manier om de fysische stroming te koppelen aan het dynamisch veranderend vleugeloppervlak en de aansturing van de vleugels. De nieuwe theorie gaat leiden tot simulaties, tests van verschillende onderdelen in de windtunnel en uiteindelijk tot een nieuwe robotvogel

Stramigioli heeft voor dit project een team gevormd bestaand uit onder meer prof Kees Venner (Engineering Fluid Dynamics), prof Arjen van der Schaft (RUG, expert port-Hamiltonian systeemtheorie), prof Dannis Brouwer (expert in elastische mechanismen), prof Hans Zwart (expert oneindig-dimensionale systemen) en prof Gijs Krijnen (bio-inspired mechanical sensors).