Beeld: Adam De Tour, Nature
Volgens de ontwikkelaars¹ is de RoboBee het lichtste toestel ooit dat stabiel kon vliegen zonder externe stroomtoevoer. De robot weegt 259 milligram: grofweg het gewicht van twee bijen.
De testvlucht vond plaats in een gecontroleerde omgeving. Het lab waarin het experiment werd uitgevoerd, had felle halogeenlampen. Die waren nodig om de zonnepanelen van het robotje van voldoende licht te voorzien. Om van de grond te kunnen heeft het ding drie keer meer zonlicht nodig dan wat het op een gemiddelde zonnige dag zou krijgen.
De vlucht zelf duurde maar een seconde of wat. De ingenieurs moesten het experiment stilleggen, want de robot was gevaarlijk goed op weg om Icarusgewijs tegen de halogeenlampen te vliegen. Een veiligheidskoordje verhinderde dat de lamgelegde robot een dodelijke val maakte.
Aan de Harvard University bestaat de RoboBee al enkele jaren. Eerdere varianten konden telkens alleen maar vliegen als de onderzoekers ze met een draad koppelden aan een externe stroomvoorziening.
Om iets te bouwen dat zelfstandig kan vliegen en tegelijk niet zwaarder is dan een insect, moet je compromissen maken. Hoe meer gewicht je overboord gooit, hoe minder stroom je kan voorzien. Dat stelde de Harvard-onderzoekers jarenlang voor onoverkomelijke problemen. Zelfs de kleinste batterijen wogen veel meer dan deze robot.
Om hun toestel dan toch in de lucht te krijgen, moesten de onderzoekers onder meer een nieuw, extreem licht en extreem efficiënt stroomcircuit ontwikkelen. Ze bouwden een paneeltje dat maar 120 milliwatt nodig heeft om te werken. Dat is minder dan één ledlichtje van de versiering die je aan een kerstboom hangt.
Dat circuit koppelden ze aan zes zonnecellen van elk 10 milligram. Die bevestigden ze bovenaan op de minimast van de robot, om storing met de vleugels eronder te voorkomen.
Ook de vleugels zelf kregen een belangrijke update. In die zin dat de ingenieurs van modellen met twee vleugels afstapten en toewerkten naar een set met vier vleugels. De vleugels flapperen dankzij een piëzo-elektrische aandrijving: onder elektrische spanning zetten keramische strips verbonden aan de vleugels uit of krimpen ze. De hele vleugelinstallatie werkte 30 procent efficiënter dan bij vorige modellen.
De onderzoekers hebben diverse plannen met de microrobots. De toestellen kunnen worden ingezet als robotbijen, waarbij ze gewassen helpen te bestuiven. Ze kunnen verder nuttig zijn bij onder meer verkenningsoperaties in rampgebieden met puin en invasieve chirurgie.
Het experiment werd beschreven in een paper in het vakblad Nature.
Noten
Noah T. Jafferis, Harvard University
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.