Samara, fructul în formă de aripă al unor arbori, este subiectul de studiu al cercetătorilor pentru a crea mini-drone similare ca formă și modalitate de zbor

O echipă de cercetători de la Universitatea de Tehnologie și Design din Singapore (Singapore University of Technology and Design, prescurtat SUTD) a creat o dronă din care se desprind cinci mini-drone inspirate din natură, de fructele samara* și de modul cum acestea zboară toamna din arbori pentru a duce semințele spre sol. Cele cinci mini-drone „ar putea distribui, în curând, senzori sau consumabile medicale pentru situații de urgență în același mod în care fructele de arțar, de exemplu, împrăștie semințele” (futurism.com). Rezultate ale experimentelor au fost publicate recent într-o ediție a IEEE Robotics and Automation Letters, scria pe 8 iulie a.c. în articolul dedicat studiului de pe site-ul spectrum.ieee.org. În lucrare este descrisă dinamica și controlul deplasării în colaborare și modul de separare a aripilor cu autorotație ale fructelor samara. Autorii (Shane Kyi Hla Win, Luke Soe Thura Win, Danial Sufiyan, Gim Song Soh și Shaohui Foong) prezintă ce se întâmplă când cinci drone adunate la un loc se separă în aer la un moment dat și zboară în direcții diferite. Ei au analizat zborul acestei „păstăi cu semințe mici și cu o formă de aripă pe o parte, care le face să se rotească în timp ce plutesc la pământ de pe ramurile copacului”. Copiii au bucuria de a le ridica și arunca în aer pentru a urmării cum se rotesc necontrolat spre sol, aproape planând (futurism.com). Cercetătorii de la SUTD au atașat fiecărei aripi un sistem de acționare, pentru controlul suplimentar al zborului. Prin îmbinarea celor cinci mini-drone, într-un dispozitiv de forma unui rotor de elicopter sau a unui ventilator cu cinci pale, au realizat o singură dronă, mai mare și mai ușor de controlat, care le eliberează pe cele cinci, asemenea robotului din serialele de animație cu Voltron**. „Samara este, în esență, doar o aripă fără echilibru care se rotește dar, în timp ce modelele din natură nu se îndreaptă într-o direcție prestabilită, versiunea robotizată poate fi dirijată pentru a găsi un anumit punct de pe teren prin adăugarea unei clapete acționată controlat și la momentul potrivit. Forma combinată realizează o energie rotativă mai mare și devine posibilă o strategie de colaborare și de control” (spectrum.ieee.org). Odată cu apropierea de sol, mini-dronele „renunță la colaborare” și pot continua să coboare independent spre destinații unice. În principiu, o formă similară fructului samara acționează, pentru o sarcină utilă transportată prin aer, ca un decelerator. Mini-drona poate fi comparată cu o parașută, care, după lansarea din avion, ajunge intactă la sol, fără a se distruge la impact. Spre deosebire de parașute, la care este posibilă direcționarea dar nu au mare stabilitate sau un control de precizie, la mini-drone, care se desprind în același timp, această problemă este rezolvată, după cum se arată în lucrarea publicată în IEEE Robotics and Automation Letters. După desprindere, fiecare dintre cele cinci drone individuale, în formă de samara, se poate îndrepta spre misiunea ei, fiecare într-o direcție proprie. Vitezele de deplasare pe verticală și respectiv pe orizontală pot fi controlate, permițând navigarea către o locație țintă și aterizarea lentă. Elementele componente ale dispozitivului și ale mini-dronelor sunt de ordinul zecilor de grame. După aceste prime experimente se înțelege că sarcina utilă trebuie să fie ușoară și de mici dimensiuni. Cercetatorii vor lucra la îmbunătățirea design-ului micilor drone, cu scopul de a crește viteza de rotație și performanțele de control, atât ale mini-dronelor individuale cât și ale celei purtătoare (multi-aripă). În acest moment, echipa celor cinci cercetători de la SUTD apreciază că aceste dispozitive, inspirate de samara, „ar putea să livreze, cu precizie, sarcini utile pentru misiuni militare, de cercetare sau umanitare de la înălțime, deasupra destinațiilor lor finale”.

* Definiție. Samara este o achenă, adică un tip de fruct uscat indehiscent (care nu se deschide spontan la maturitate, în general în lunile de toamnă, pentru a elibera semințele) la care pericarpul uscat (învelișul exterior care protejează semințele) prezintă o prelungire sub formă de aripioară. Monosamara este fructul cu o singură aripioară, întâlnit la ulm și frasin, iar disamara este cel cu două aripioare (fructe disamare) și este întâlnit la arțar, jugastru și paltin.

** Voltron, Apărătorul Universului (Defender of the Univers) este un super robot dintr-un serial de animație pentru televiziune care a captivat copiii din întreaga lume și imaginația lor. Voltron are două încarnări diferite, una formată din cinci leii roboți care sunt eliberați spontan și controlat, cealaltă din cincisprezece vehicule de teren. Varianata leilor este fără îndoială mai populară, dar și varianata vehiculelor are fani loiali. Voltron a fost construit pentru a stabili pacea și armonia în tot universul.