Un pesce in grado di muoversi con disinvoltura all’interno di superfici le cui pareti non sono visibili grazie all’ausilio di pinne bioniche e di un ecoscandaglio. Si chiama BionicFinWave il nuovo lavoro degli ingegneri impegnati nelle attività del progetto Bionic Learning Network di Festo.
Grazie al loro ecoscandaglio naturale, i delfini e alcuni cetacei come i globicefali (le balene pilota) sono in grado di orientarsi anche in acque scure e torbide. Anche i sottomarini utilizzano la tecnologia a ultrasuoni per determinare la loro posizione nello spazio circostante. I sensori a ultrasuoni sono in grado di calcolare le distanze anche in presenza di materiali trasparenti e sott’acqua. BionicFinWave sfrutta proprio queste proprietà:grazie ai sensori a ultrasuoni il BionicFinWave di Festo è in grado di nuotare attraverso un sistema di tubazioni in vetro.
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Come funziona BionicFinWave
I sensori a ultrasuoni inviano onde sonore ad alta frequenza verso il loro oggetto target, da dove le onde sonore vengono riflesse come eco. I sensori ricevono questi segnali e sono in grado di calcolare la distanza utilizzando il tempo trascorso fino al ritorno dell’eco.Utilizzando questo principio di misura è possibile misurare le distanze e calcolare la posizione.
Il robot subacqueo BionicFinWave di Festo utilizza questa tecnologia per nuotare senza collisioni attraverso un sistema di tubazioni trasparenti grazie al movimento ondulatorio dell’aletta. Cinque sensori a ultrasuoni sulla testa, uniti ad alcuni sensori inerziali, misurano costantemente le distanze dalle pareti e la direzione della corrente nell’acqua. Un processore analizza questi dati e li usa per calcolare quando arriva una curva e controlla le pinne in modo tale che BionicFinWave nuoti il più centrato possibile e non urti le pareti.
Movimento ondulatorio dell’aletta
BionicFinWave utilizza le sue due pinne laterali per spostarsi. Con questo movimento ondulatorio genera un’onda continua. In questo modo si muovono, per esempio, le seppie e il pesce persico. Il movimento ondulatorio delle pinne permette al pesce di spingere l’acqua all’indietro, creando così una spinta in avanti.
Alette in silicone flessibile
Le alette di BionicFinWave sono in silicone e non sono dotate di elementi di supporto. Questo le rende estremamente flessibili e quindi in grado di creare movimenti del tutto simili a quelli dei loro omologhi biologici. Le alette sono fissate al corpo del robot con nove braccetti con un angolo di 45°. I braccetti a loro volta sono azionati da due servomotori situati nel corpo del robot subacqueo. Due alberi a gomito collegati trasferiscono la forza alle leve in modo tale che le due alette possano muoversi indipendentemente. In questo modo i robot possono generare diversi tipi d’onda.
Per fare una curva, per esempio, la pinna esterna si muove più velocemente di quella interna. Un terzo servomotore sulla testa del BionicFinWave controlla la flessione del corpo e gli consente di salire o scendere di livello. Gli alberi a gomito e i giunti sono realizzati con la stampa 3D e sono quindi flessibili ed elastici.
