Onderzoekers ontwierpen een drone die zich zowel onder als boven water kan voortbewegen, en zichzelf kan vastklampen aan bijvoorbeeld schepen om op die manier mee te liften.

 

Je staat op het dek van een schip en tuurt over het gladde zeeoppervlak, als er opeens iets begint te borrelen en te kolken. Dan komt er een drone uit het water omhoog en vliegt weg. Dat klinkt als een wonderlijk scenario, maar binnenkort zou het zomaar werkelijkheid kunnen worden.

Een team van voornamelijk Chinese onderzoekers ontwikkelde namelijk een drone die zowel kan zwemmen als kan vliegen, en zich in minder dan een seconde uit het water kan verheffen. Dat maakt de robot geschikt voor allerlei taken op zee, zoals het detecteren van ijsbergen, het observeren van zeeleven, en de inspectie van bouwwerken die (deels) onder water staan.

Microrobotjes die dit kunnen bestonden al eerder.

 

Propellers

Om de dubbele en wisselbare manier van voortbewegen voor elkaar te krijgen, hebben de ontwerpers de drone voorzien van inklapbare propellers. Onder water zijn die opgevouwen en dus korter en sterker. Ze werken dan als de schroeven van een boot. Boven water zijn de propellers uitgevouwen en vliegt de drone als een helikopter.

 

Liften

Daarnaast heeft de drone nog een andere handige eigenschap: hij kan zichzelf vastplakken aan allerlei soorten oppervlakken, zowel boven als onder water. Dat geeft hem de mogelijkheid mee te liften met bijvoorbeeld schepen of tijdelijk stil te staan op een rots in plaats van erboven te blijven hangen. Dat scheelt een hoop brandstof en dus gewicht, en maakt dat de drone langere afstanden kan afleggen.

Voor het ontwerp van de hechtingsfunctie van de drone spiekten de makers bij de remora: een vis van pakweg een halve meter lang met een zuignap boven op zijn kop. Hiermee hecht het beest zich aan walvisachtigen, dolfijnen en haaien, om op die manier mee te liften, bescherming te zoeken en energie uit te sparen. Intussen voedt het dier zich voor een deel met de parasieten die op de huid van zijn gastheer wonen: een ware win-win situatie.

 

Zuignap

De zuignap (van zowel de vis als de drone) bestaat uit getande lamellen met zacht weefsel er omheen. Als de lamellen het oppervlak raken waar de zuignap zich aan wil hechten, levert dat veel wrijving op. Het zachte weefsel sluit de verbinding vervolgens waterdicht af, zodat de ruimte tussen de zuignap en het oppervlak vacuüm kan worden getrokken. Zo zuigt de vis of drone zich muurvast. Door het water weer toe te laten kan hij later weer loskomen.

De zuignap van de drone kan zich aan vele soorten oppervlakken hechten, of ze nu glad of ruw en nat of droog zijn. De aansturing gebeurt met een afstandsbediening, en het vastplakken lukt ook aan bewegende objecten.

 

Eerste stap

Biomimetica, heet de wetenschap die het afkijken bij dieren als uitgangspunt heeft. Dankzij diezelfde wetenschap hebben we ook al supersterke lijm en kunnen sommige drones tegenwoordig landen op een tak.

De Chinese onderzoekers zien hun onderzoek als een eerste stap naar een toekomst waarin robots zelfstandig bouwwerken en zeedieren in de gaten gaan houden. Op dit moment helpen de drones biologen die geïnteresseerd zijn in het gedrag van waterdieren. De andere toepassingen zullen wel iets langer op zich laten wachten, mail onderzoeker Li Wen die aan het onderzoek meewerkte.

De wetenschappers publiceerden hun onderzoek vandaag in het wetenschappelijk tijdschrift Science Robotics.

 

Openingsbeeld: Abert Kok, Wikimedia Commons, CC-BY-SA-4.0