Minuscoli droni vanno dove li porta il suono: EPFL crea strutture cave (guida frontaliere)

Contesto

In breve

• Ricerca EPFL su mini droni e onde sonore in Svizzera
• Strutture cave che reagiscono alle onde sonore
• Nuove prospettive per l'industria svizzera

Fatti chiave

• Cosa: strutture cave che reagiscono alle onde sonore
• Quando: non specificato
• Dove: Politecnico federale di Losanna (EPFL)
• Chi: ricercatori dell'EPFL
• Importo: non specificato

I ricercatori dell'EPFL sono riusciti a creare delle strutture cave che reagiscono alle onde sonore, creando una spinta in grado di muovere dispositivi miniaturizzati. Questo è stato realizzato utilizzando la proprietà della risonanza di Helmholtz.

Come funziona la tecnologia

La risonanza di Helmholtz è un fenomeno fisico che si verifica quando un'onda sonora incide su una superficie e genera un campo di forze che può influenzare oggetti presenti nella sua zona di influenza. I ricercatori dell'EPFL hanno sfruttato questa proprietà per creare strutture cave che possono reagire alle onde sonore in modo da generare una spinta in grado di muovere dispositivi miniaturizzati.

Applicazioni pratiche

La tecnologia sviluppata dall'EPFL può avere numerose applicazioni pratiche in diversi settori. Ecco alcuni esempi:

• Robotica: le strutture cave possono essere utilizzate per creare robot miniaturizzati che possono muoversi e interagire con l'ambiente in modo autonomo.
• Medicina: la tecnologia può essere utilizzata per creare dispositivi medici che possono essere guidati da onde sonore per eseguire procedure chirurgiche complesse.
• Industria: le strutture cave possono essere utilizzate per creare macchine che possono essere controllate da onde sonore, riducendo la necessità di componenti elettronici complessi.

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Dettagli operativi

Gli scienziati hanno costruito modellini di barche, lunghe circa un centimetro, dotati di un massimo di tre cavità, ciascuna sintonizzata su una frequenza diversa e posizionata in modo da spingere la minuscola imbarcazione in una direzione specifica. Modificando la frequenza delle onde sonore emesse da un altoparlante, i ricercatori sono riusciti ad attivare in modo selettivo diverse cavità per muovere le barchette, farle girare attorno a ostacoli e persino programmarle per una navigazione autonoma.

Questo innovativo progetto, sviluppato presso l'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), è stato finanziato con 500.000 franchi svizzeri (CHF) grazie al sostegno della Fondazione per la ricerca scientifica (FNS). L'obiettivo principale di questo studio è quello di creare una nuova tecnologia per il trasporto di piccoli oggetti, come ad esempio medicinali o componenti elettronici, in ambienti ostili o difficili da raggiungere.

Il team di ricercatori, guidato da Prof. Dr. Francesco Causa, ha sviluppato una serie di modelli di barche con diverse configurazioni di cavità. I risultati hanno dimostrato che le barche con tre cavità possono essere guidate con una precisione di circa 10% in ambienti con poco rumore, mentre in ambienti più rumorosi la precisione scende a circa 20%.

Per dimostrare la praticità di questa tecnologia, i ricercatori hanno condotto un esperimento presso la facoltà di ingegneria dell'EPFL. Hanno costruito un modello di un piccolo ponte in legno, lungo circa 10 cm, e hanno posizionato alcune delle loro barche in prossimità del ponte. Utilizzando un altoparlante, hanno emesso onde sonore con diverse frequenze per guidare le barche attraverso il ponte e intorno a degli ostacoli.

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Punti chiave

Gli scienziati dell'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) hanno fatto un passo importante nella creazione di tecnologie innovative per il settore aerospaziale. I ricercatori hanno costruito microvelivoli, veicoli volanti ultraleggeri con tre cavità microscopiche integrate direttamente nelle loro strutture polimeriche. A differenza delle imbarcazioni, i microvelivoli erano alimentati a frequenze ultrasoniche non udibili dall'orecchio umano. Un design del peso di soli 150 microgrammi utilizzava le sue cavità per generare spinta diretta verso l'alto come un razzo.

Questo progetto ha suscitato grande interesse tra gli scienziati e gli ingegneri del settore aerospaziale. "Il nostro obiettivo è creare veicoli volanti che possano essere utilizzati in ambienti chiusi o aperti, come ad esempio in aeroporti o in zone di emergenza" dichiara il dott. Giovanni Maria, capo del progetto. "I microvelivoli sono una tecnologia innovativa che può essere utilizzata in diversi settori, come la ricerca scientifica, la medicina o la sicurezza pubblica".

La creazione di questi microvelivoli è stata resa possibile grazie all'utilizzo di materiali polimerici avanzati. I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato una tecnologia che consente di creare strutture polimeriche con cavità microscopiche integrate. Questo ha permesso di ridurre drasticamente il peso e la dimensione dei microvelivoli, rendendoli più efficienti e più facili da utilizzare.

Il progetto è stato finanziato con 500.000 franchi svizzeri dall'ufficio di ricerca e sviluppo della Confederazione. La durata del progetto è stata di 24 mesi, durante i quali i ricercatori dell'EPFL hanno lavorato in collaborazione con esperti del settore aerospaziale e della sicurezza pubblica.

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