Ratten hebben bijzonder slechte ogen. Toch botsen ze zelden tegen dingen aan en trippelen ze door de nauwste en donkerste plekken. Hoe vinden ze hun weg? Letterlijk op de tast, met tastharen en -zenuwen op hun snuit. Deze ingenieuze uitvinding van Moeder Natuur inspireerde wetenschappers van de Technische Universiteit Delft.
Blinde drones kunnen zien met ‘snorharen’
Die zaten namelijk met een probleem: kleine autonome drones kunnen in het donker niet zelf hun weg vinden. Ze wegen minder dan 100 gram en hebben simpelweg niet de ruimte voor zware camera’s of sensoren en de daarvoor benodigde batterijen. Ook werken camera’s slecht in situaties waarin het zicht beperkt is, bijvoorbeeld in het donker of als een ruimte gevuld is met rook.
Een beetje dezelfde uitdaging waar een vliegende slechtziende rat voor zou staan, inderdaad. Eureka, dachten onderzoeker Salua Hamaza en haar team: kunstmatige snorharen voor de drone!
Met twee snorharen, van samen slechts 3,2 gram, kan ook een drone op de tast zijn weg vinden. Het onderzoek is recent gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.
Geheugen ter grootte van een tekstbestand
Met drie miniatuursensoren per snorhaar kan de drone (door de onderzoekers ook wel vliegende robot genoemd) aanrakingen interpreteren. Een snorhaar buigt als de drone ergens tegenaan vliegt en oefent dan druk uit op de drone. Die druk wordt gemeten door een ingebouwde barometer. Zo kan de drone zich oriënteren. De drone kon in een donkere ruimte zelf de uitgang vinden door langs de muren te vliegen.
Een andere manier om een drone op de tast te laten vliegen, is door hem uit te rusten met robotarmen of stootranden. Maar dat werkt niet bij zulke kleine drones, dan worden ze te zwaar. De snorharen hebben slechts 34 kilobyte geheugen nodig voor het hele softwaresysteem. Dat is twee keer de grootte van dit artikel als tekstdocument in Word.
Wanneer gebruik je ’m?
De software is onder andere nodig om bepaalde correcties uit te voeren. De propellers van de drone veroorzaken bijvoorbeeld luchtstromen die de metingen in de war kunnen brengen. De software corrigeert de metingen direct, en zo kan de drone helemaal zelfstandig op de tast vliegen.
De rat-drone kan in de toekomst in verschillende situaties van pas komen, aldus de onderzoekers. Denk aan reddingsoperaties in onbekende of gevaarlijke gebieden, autonome navigatie in afgesloten ruimtes en inspecties in complexe, donkere of met rook gevulde ruimtes.
Zover is de drone nu nog niet. Een van de tekortkomingen op dit moment is dat de nauwkeurigheid van de afstandsbepaling vermindert als-ie lang rondvliegt. Ook is het huidige snorhaar-ontwerp nog niet gemakkelijk in grote aantallen te ontwikkelen. Maar, aldus de onderzoekers, het huidige model vormt een goede basis voor verdere ontwerpen van drones die autonoom op de tast opereren.
Marit studeerde journalistiek aan de Universiteit van Amsterdam na een bèta-bachelor. Ze schrijft graag over klimaat- en oceaanonderzoek en gaat het liefst op pad voor mooie reportages. Naast haar werk zeilt, zwemt en reist ze veel.
