Robot vliegt door de lucht en zeilt zelfstandig over het water

Onderzoekers hebben een robot ontwikkeld die vanuit de lucht op het water kan landen en vervolgens zelfstandig verder kan varen. Het ontwerp is geïnspireerd op ahornzaden, vogels en vissen.

De robot heet ALBATROSS, een afkorting van Airborne Lander with Buoyant AuToROtating Sailing Sensor. Het systeem is ontwikkeld door een interdisciplinair team van de Singapore University of Technology and Design. De onderzoekers beschrijven hun resultaten in het tijdschrift Science Robotics.  

ALBATROSS weegt ongeveer één kilogram en beschikt over slechts drie actuatoren en drie navigatiesensoren. De robot kan vanuit een vliegtuig of drone boven open water worden losgelaten. Een parachute of propellers zijn daarbij niet nodig. Tijdens de afdaling draaien de vleugels automatisch rond hun as, vergelijkbaar met de gevleugelde zaden van een esdoorn. Door deze autorotatie wordt de valsnelheid sterk verminderd en wordt de landing gestabiliseerd. De impactenergie wordt volgens de onderzoekers met een factor 18,5 verminderd ten opzichte van een ongecontroleerde val.  

Zodra de robot het water raakt, draait hij door zijn lage zwaartepunt automatisch rechtop. De vleugels die tijdens de afdaling voor de autorotatie zorgden, functioneren vervolgens als zeilen. Een centraal zeil kan vrij draaien, terwijl een voorzeil en een windvaan ervoor zorgen dat de robot zich ten opzichte van de wind oriënteert.

Voor de navigatie gebruikt ALBATROSS een kompas en gps. Een op de staart van een vis geïnspireerd roer maakt het mogelijk om van richting te veranderen. Bij weinig wind kan het roer bovendien heen en weer bewegen om extra voortstuwing te leveren. In tests haalde de robot een snelheid van maximaal ongeveer 1 kilometer per uur.  

De onderzoekers lieten ALBATROSS onder meer vanaf een hoogte van 150 meter in een meer vallen. Vervolgens voer de robot tijdens tests op een stuwmeer in Singapore gedurende drie uur zelfstandig langs vooraf ingestelde routepunten. Daarbij verzamelde hij gegevens over onder meer luchtvochtigheid en watertemperatuur.  

De onderzoekers zien toepassingen voor milieumonitoring, bijvoorbeeld na olievervuiling of bij algenbloei, maar ook voor klimaatonderzoek, reddingsoperaties en het bewaken van watergebieden. Doordat verschillende onderdelen meerdere functies hebben, blijft het ontwerp relatief eenvoudig.

ALBATROSS is voorlopig nog een proof-of-concept. De robot is tot nu toe getest in een beschut waterreservoir. Voor gebruik op zee moet het ontwerp nog worden aangepast om sterkere wind, golven en stromingen te kunnen weerstaan.