
De eerste professionele robotvogels, zoals de Robird van de UT en Clear Flight Solutions, zijn sinds een paar jaar een feit. Ons natuurkundig begrip van hoe vogels vliegen is echter nog steeds beperkt. ”Tot voor kort werkten we met onnauwkeurige verklaringen gebaseerd op beperkte experimentele gegevens”, aldus Stefano Stramigioli. Dankzij zijn werk zijn we een stuk dichter bij het begrijpen van de complexe fysica van vleugels; een belangrijke stap richting robotvogels die opstijgen, vliegen en landen als echte vogels.
Leonardo da Vinci droomde over machines die met hetzelfde gemak konden vliegen als vogels. Zo’n 600 jaar later is het nog steeds enorm ingewikkeld om de vleugelbewegingen van vogels na te bootsen. De Robird, met zijn flappende vleugels, was al een flinke doorbraak. Maar helaas nog ver verwijderd van een waarheidsgetrouwe vogel. In 2018 ontving Stramigioli een Advanced Grant van 2,8 miljoen euro van de European Research Council om robotvogels verder te begrijpen en ontwikkelen. Vorige maand kreeg hij een Proof of Concept-subsidie voor het Portwings-project.
Theoretische inzichten
Het eerste nieuwe inzicht dat de onderzoekers presenteerden, was een beschrijving van de precieze rol van advectie in de Navier-Stokes-vergelijkingen. Deze vergelijkingen worden onder andere gebruikt om het weer te voorspellen, maar ook om de complexe stromingsleer van vliegtuigen te modelleren. Door gebruik te maken van het port-Hamiltoniaanse model wist het team een nauwkeurige beschrijving te produceren. Dit bleek een gouden ingeving. Het team slaagde erin om de mechanica van de vervormingen van de vleugels te koppelen aan de 3D-stromingsdynamica van de ‘vloeistoffen’ rond die vleugels.
De vogel bouwen
Nu is het team klaar om de experimentele fase in te gaan: "We zijn momenteel bezig met het bouwen van installaties en meetsystemen om data te verzamelen en uiteindelijk onze modellen te testen en de besturingsuitdagingen in kaart te brengen", zegt Stramigioli. "Zodra we solide experimentele gegevens hebben, zijn we een stap dichter bij het bouwen van een robotvogel waarbij de stromingsleer optimaal wordt benut."