Oggi, i robot subacquei autonomi sono in grado di navigare tranquillamente tra le correnti d’acqua, purché non siano troppo intense. In ambienti soggetti a raffiche d’acqua improvvise, invece, questi dispositivi incontrano ancora oggi grandi difficoltà: queste raffiche non solo rendono più difficile mantenere la rotta, ma aumentano anche il consumo energetico. Per affrontare questa sfida in chiave sostenibile, alcuni ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno sviluppato CARL, un robot delle dimensioni di un palmo di mano che naviga nei vortici d’acqua con la massima efficienza energetica.
CARL, il robot sommergibile che cavalca le correnti d’acqua
L’idea di sfruttare i vortici per ridurre lo sforzo motorio non è nuova in natura. I pesci, ad esempio, utilizzano formazioni di vortici per risparmiare energia durante il nuoto. Proprio partendo da questo assunto i ricercatori del Caltech hanno messo a punto il robot CARL. Dotato di dieci motori che gli permettono di muoversi in ogni direzione, questo dispositivo robotico si distingue per la sua innovativa “unità di misura inerziale” (inertial measurement unit, IMU), che “guida” il robot verso la corrente più vantaggiosa.
Grazie a un algoritmo di base, questa IMU rileva quando l’accelerazione in una direzione supera una soglia prestabilita, permettendo a CARL di lasciarsi trasportare dalla corrente invece di contrastarla. “Utilizzando questo metodo, CARL può “surfare” i vortici, richiedendo così meno energia per viaggiare“, si legge sul sito di informazione Interesting Engineering.
Per convalidare la tecnologia, i ricercatori hanno eseguito alcuni esperimenti in un serbatoio di 5 metri di lunghezza e 1,5 metri di profondità, dove un propulsore a parete creava dei vortici d’acqua. Come raccontano i ricercatori sul sito Eurekalert, CARL “è stato in grado di navigare nel vortice da un’estremità all’altra del serbatoio utilizzando un quinto dell’energia che avrebbe richiesto un robot senza la stessa programmazione“.
Le implicazioni per la robotica e l’esplorazione
La capacità di sfruttare i flussi naturali per il movimento potrebbe rivoluzionare il settore della robotica autonoma, con applicazioni che vanno dall’esplorazione degli oceani al monitoraggio degli ecosistemi. Con questa tecnologia robotica, veicoli autonomi subacquei e aerei potrebbero estendere la loro autonomia e coprire distanze maggiori senza necessità di grandi scorte energetiche.
Uno degli ambiti più promettenti è l’esplorazione sotto i ghiacci, dove le condizioni turbolente rendono difficile la navigazione per i robot tradizionali. Grazie alla capacità di CARL di adattarsi ai flussi e ridurre il consumo energetico, le missioni di ricerca potrebbero essere notevolmente migliorate. Inoltre, il robot potrebbe essere impiegato in operazioni di ricerca e salvataggio, essendo in grado di raggiungere aree decisamente difficili da esplorare per gli esseri umani.
