Zeilrobot daalt als esdoornzaadje uit de lucht en vaart daarna zelf verder
Onderzoekers in Singapore bouwden een kleine zeilrobot die uit de lucht kan worden afgeworpen. Zijn vleugels draaien rond als een esdoornzaadje en remmen zo de val. Op het water worden ze zeilen. De eerste proeven op een stuwmeer zijn gelukt; nu volgt de open zee.
Wie wil weten wat er op open zee gebeurt, moet daar meetapparatuur krijgen. Dat is lastig. Een schip sturen kost veel tijd en geld, en een drone kan maar kort in de lucht blijven. Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) bedachten daarom een robot die beide werelden combineert. Hij wordt uit de lucht gegooid, landt zacht op het water en zeilt daarna op eigen kracht verder.
De robot heet ALBATROSS, naar de zeevogel die enorme afstanden over de oceaan aflegt. Het onderzoek verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Science Robotics.
Vallen als een zaadje
Het slimme zit in de vleugels. Denk aan de zaadjes van een esdoorn, die als kleine helikoptertjes ronddraaiend naar de grond dwarrelen. De robot doet hetzelfde. Zijn twee stevige vleugels gaan vanzelf ronddraaien als hij valt. Daardoor valt hij langzaam en stabiel, zonder parachute en zonder extra landingsgestel.
Dat scheelt veel. Volgens de onderzoekers zou een vergelijkbare robot zonder dat ronddraaien ongeveer 18,5 keer zo hard op het water klappen. In een proef lieten ze een kleine versie vallen van 150 meter hoogte. Die bleef tijdens de val stabiel, landde zacht en kwam daarna vanzelf rechtop te liggen. Dat laatste gebeurt zonder motor: een zware kiel onderin zorgt ervoor dat hij altijd weer overeind komt, net als een duikelaartje.
Van vleugel naar zeil
Ligt de robot eenmaal op het water, dan krijgen de vleugels een nieuwe taak: ze worden zeilen. De wind duwt de robot vooruit. Een roer dat lijkt op een vissenstaart helpt met sturen en geeft een extra zetje als het weinig waait.
Een grotere versie van de robot voer op een beschut stuwmeer in Singapore ongeveer drie uur lang zelfstandig van punt naar punt, met gps als gids. Hij zeilde daarbij ook zigzaggend tegen de wind in, zoals een gewone zeilboot. Onderweg mat hij de luchtvochtigheid, de warmte en de windrichting. Zijn topsnelheid lag net onder de 1 kilometer per uur. Dat is niet snel, maar voor een meetstation dat lang op zee moet blijven is uithoudingsvermogen belangrijker dan snelheid.
Hoofdonderzoeker Shane Kyi Hla Win zegt dat het team de robot zo heeft ontworpen dat hij de natuur gebruikt in plaats van ertegen te vechten. Vallen, rechtop komen en varen gebeurt allemaal met hulp van zwaartekracht en wind.
Waar het voor kan dienen
De onderzoekers denken aan veel toepassingen: het milieu in de gaten houden, klimaatonderzoek, zoeken naar vermiste mensen op zee en toezicht op zeegebieden. Zo'n robot kan snel worden afgeworpen op een plek waar nog geen schip is, en daar daarna lang blijven meten.
De proeven zijn nu gedaan op rustig, beschut water. De volgende stap is de open zee, met sterke wind, stroming en golven. Daarvoor moet de robot steviger worden. Professor Foong Shaohui van SUTD zegt dat het team de ontwerpideeën nu wil meenemen naar die zwaardere omstandigheden. Latere versies kunnen ook meer meetapparatuur meenemen, zoals sensoren onder water en sonar, en grotere batterijen.
Wat betekent dit voor de weg naar de singulariteit?
Robots worden steeds beter in het slim gebruiken van hun omgeving. Deze zeilrobot laat zien hoe ver je komt als je leert van de natuur: een esdoornzaadje en een vissenstaart leveren samen een apparaat op dat zonder motor kan landen en zonder brandstof kan varen. Zulke zuinige, zelfstandige robots zijn belangrijk voor een toekomst waarin machines op afgelegen plekken lang en zonder menselijke hulp kunnen werken. Als de proeven op open zee slagen, kunnen zwermen van deze kleine zeilers ons veel meer laten zien van de oceanen, die nog altijd grotendeels onbekend terrein zijn.
