23 september 2025 17:00
De gevleugelde drone SWIFT kan een frontale botsing overleven. Het ontwerp is geïnspireerd op de kop van een specht.
Hoewel spechten dagelijks hun snavel in boomstammen hameren (soms wel twintig keer per seconde), krijgen ze daar geen hersenschade van. Geïnspireerd door de schedels van deze vogels hebben wetenschappers nu een drone ontwikkeld die frontale botsingen kan overleven. Ze schrijven over hun ontwerp in het tijdschrift Advanced Robotics Research.
Lees ook:
Om een drone te beschermen tegen botsingen kun je er een kooi omheen bouwen. Hoewel die een vliegrobot zwaarder maakt en meer weerstand veroorzaakt, blijven de kwetsbare onderdelen bij ongelukken beschermd. Zulke kooien worden vooral gebruikt voor compacte multirotor-drones.
Een drone met vleugels is een stuk sneller en energiezuiniger dan een drone met meerdere rotors. Maar door de vleugels is het veel moeilijker om de vliegrobot met een kooi te beschermen. Jammer, want een botsing is voor een gevleugelde drone al snel fataal.
Onderzoekers van de Technische Universiteit van Lausanne (EPFL) komen nu met een mogelijke oplossing. Ze bouwden een gevleugelde drone, met de naam SWIFT, die frontale botsingen overleeft door het ontwerp te baseren op spechten.
De kop van een specht bestaat onder andere uit een stevige snavel. Een lang, flexibel tongbeen loopt rond de schedel voordat het uitkomt in de snavel. Het tongbeen absorbeert de trillingen van de snavel, zodat de schedel – met daarin de hersenen – niet te veel trilt. Tussen de snavel en de schedel zit ook nog een sponsachtige botlaag die als schokdemper dient.
De voorkant van SWIFT bestaat uit stugge staven van koolstofvezels, en is te vergelijken met de snavel. Gebogen strips van koolstofvezels bootsen het sterke en flexibele tongbeen na. En waar de spechtenschedel een flexibele botlaag als schokdemper heeft, heeft de drone elastische kabels. De ‘schedel’ is gemaakt van koolstofvezelplaten die verbonden zijn via koolstofbuizen, waardoor een stevige structuur ontstaat die het ‘brein’ huisvest, ofwel alle elektronica, de motor en de propeller.
Door dit ontwerp kan de voorkant van de drone bij een botsing 22 centimeter indeuken voordat het ‘brein’ tegen de stevige ‘snavel’ aankomt. Als dat wel gebeurt, is de impactkracht die de snavel overdraagt aan de kwetsbare onderdelen in het brein in ieder geval veel kleiner. Het indeuken absorbeert namelijk een groot deel van de krachten die ontstaan door de botsing.
Maar wat als de drone niet met zijn snavel, maar met zijn vleugels ergens tegenaan botst? Ook hier hebben de onderzoekers iets op bedacht, door te kijken naar de vleugels van vogels.
Spechten en andere vogels hebben een netwerk van zacht weefsel – zoals spieren, pezen en bindweefsel – in hun schoudergewrichten. Deze weefsels staan altijd een beetje op spanning, waardoor de botten in het gewricht stabiel zijn en niet verschuiven. Bij een botsing kunnen de zachte weefsels een deel van de impactenergie absorberen, waardoor de botten minder schade oplopen.
In SWIFT wordt dit nagebootst door een netwerk van twaalf elastische kabels dat koolstofvezelstaven (de ‘botten’ van de vleugels) met het centrale deel van de drone verbindt. Dit voorkomt dat bij een botsing de vleugels afbreken.
Uit de eerste tests blijkt dat het ontwerp van SWIFT de impactkracht van een botsing met 70 procent kan verminderen. Volgens de onderzoekers betekent dit dat de drone de meeste botsingen, die tijdens normaal gebruik kunnen voorkomen, kan overleven.
Bekijk de crashbestendige drone in onderstaande video in actie.
Bronnen: Advanced Robotics Research, EPFL, New Atlas
Beeld: EPFL
Duik in de wereld van wetenschap, technologie en ruimtevaart met KIJK! Ontdek de meest fascinerende achtergronden, baanbrekende ontwikkelingen en de spannendste verhalen uit de ruimte.
Wil jij niets missen én profiteren van een scherpe aanbieding? Word nu lid van KIJK en lees meer voor minder!
