Lo hanno fatto gli ingegneri dell'Università di Princeton e dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign sviluppato nuovi robot volanti a misura di insetto che utilizzano un approccio di volo a vela ispirato alle cavallette, risolvendo potenzialmente le persistenti limitazioni di potenza nei piccoli robot. Una ricerca pubblicata il 7 gennaio sul Journal of the Royal Society Interface ha indicato che le ali ispirate alle cavallette potrebbero consentire ai robot in miniatura di alternare il battito delle ali ad alta intensità energetica e lo scivolamento a risparmio energetico. Ciò contrasta con la maggior parte dei robot volanti esistenti su scala di insetti, che imitano le api o le mosche e fanno affidamento sul costante battito delle ali, portando a un rapido esaurimento della batteria a causa delle elevate richieste di energia su piccola scala. La collaborazione è iniziata con studi sul campo delle cavallette americane per analizzare la loro meccanica di volo. I ricercatori si sono concentrati sugli aspetti negativi di Schistocerca americananotando un meccanismo pieghevole a fisarmonica per la retrazione durante la mobilità a terra e il dispiegamento per il volo. Aimy Wissa, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale a Princeton e ricercatore principale dello studio, ha dichiarato: “Il volo a vela è una modalità di volo economica. Quando vogliamo produrre spinta, sbattiamo le ali. Quando vogliamo risparmiare energia, dispieghiamo completamente le ali e planiamo.” Il team ha utilizzato scansioni TC per catturare la geometria delle ali delle cavallette, quindi ha convertito queste scansioni in progetti stampabili in 3D. Hanno stampato modelli di ali, che misuravano tra 2 e 4 pollici di larghezza, e hanno testato le loro prestazioni aerodinamiche in un canale d'acqua prima di condurre esperimenti di volo presso il Princeton Robotics Laboratory. Inaspettatamente, mentre le ondulazioni naturali delle ali – creste affilate – aiutavano la portanza, le ali lisce dimostravano una migliore efficienza di planata. Wissa ha suggerito che le ondulazioni potrebbero essersi evolute per altre funzioni, come il ripiegamento delle ali o la gestione di angoli di volo ripidi. Utilizzando telecamere avanzate per la cattura del movimento, i ricercatori hanno osservato che i loro alianti ispirati alle cavallette si comportavano in modo paragonabile a quello delle cavallette reali. Paul Lee, uno studente laureato di Princeton e autore principale dell'articolo, ha affermato che il design delle ali a fisarmonica offre vantaggi rispetto ad altri insetti, sottolineando: “Le ali delle libellule sporgono sempre verso l'esterno e le ali delle farfalle possono solo piegarsi verso l'alto, il che è limitante”. Il team sta sviluppando un sistema per l'apertura e la retrazione automatica delle ali, con l'obiettivo di evitare motori pesanti. La ricerca futura si concentrerà sull’integrazione delle ondulazioni per il ripiegamento delle ali mantenendo l’efficienza di planata e integrando il design con le capacità di salto. Lee ha dichiarato: “Questa ricerca sulle cavallette apre nuove possibilità non solo per il volo, ma anche per la locomozione multimodale”.
