Micro‑luchtvoertuigen (MAV’s) ontwikkelen zich snel, geïnspireerd door bestuivers

Onbemande luchtvaartuigen krijgen misschien alle krantenkoppen, maar ze zijn niet de enige vliegende robots in de stad. Micro‑luchtvoertuigen (MAV’s) zijn hun kleinere neven. Deze kleine apparaten zouden de sleutel kunnen zijn tot verbetering van zoek‑en‑reddingsoperaties, landbouw en andere belangrijke sectoren.

Micro‑luchtvoertuigen (MAV’s)

Micro‑luchtvoertuigen vormen een subsector van vliegende voertuigen. Ze hebben een miniatuurgrootte die op insecten lijkt en zijn ontworpen voor handelingen op korte afstand en ondersteuning. Ze zijn ideaal voor scenario’s waarin grootte een beperking vormt voor het doel van het project. Opmerkelijk is dat MAV’s op een dag de kaartverwerking, reddingsoperaties, surveillance en landbouw zouden kunnen verbeteren.

Bestaande problemen

MAV’s zijn meer dan verkleinde versies van hun grotere UAV‑tegenhangers. Deze apparaten vertrouwen vaak op het nabootsen van de natuur om hun voortbeweging te bereiken. Het is gebruikelijk dat MAV’s een vleugelklapontwerp gebruiken. Deze structuur biedt de mogelijkheid om te zweven en efficiënt te vliegen. Er zijn echter enkele ernstige nadelen die het creëren van betrouwbare MAV’s moeilijk maken.

Ten eerste betekent vliegen op zo’n kleine schaal dat het apparaat extreem kwetsbaar is voor interferentie van externe factoren. Sterke wind, veranderingen in luchtdichtheid, regen en andere factoren zijn slechts enkele voorbeelden van omstandigheden die de vliegcapaciteit van MAV’s kunnen beperken.

Bovendien ondervinden MAV’s mechanische belasting. Hun miniatuurvleugels moeten honderden keren per seconde klappen om lift te genereren. Deze actie veroorzaakt enorme slijtage en koppel op de vleugels, scharnieren, tandwielen en andere interne componenten, wat de kans op falen vergroot.

Vereiste mogelijkheden

Afgezien van de kortere levensduur die MAV’s ervaren, zijn ze ook veel minder capabel dan grotere robots. De huidige ontwerpen kunnen minder dan 10 seconden zweven. Bovendien zijn ze niet in staat om meer dan de meest basale trajecten uit te voeren. Gelukkig staan deze kleine apparaten op het punt een grote upgrade te krijgen.

Micro‑luchtvoertuigen (MAV’s) Upgrade‑studie

MIT‑onderzoekers onthulden onlangs een reeks upgrades voor hun MAV’s in een studie genaamd ‘Acrobatiek op insectenschaal: Een duurzaam, nauwkeurig en wendbaar micro‑luchtvoertuig‘¹. Het rapport toonde aan hoe de verbeteringen meer vliegprecisie mogelijk maken terwijl de belasting op het apparaat wordt geminimaliseerd. De geüpgradede MAV’s vertoonden een verhoogde duurzaamheid en werden getest met schok‑ en windtesten. Het nieuwe vleugelontwerp toonde veerkracht tegen impact en scheuren.

Testfase

De wetenschapper ontwikkelde een geavanceerde 750‑milligram klapvleugel‑MAV als onderdeel van hun testfase. Dit apparaat had kunstmatige vleugels gebaseerd op insectenontwerpen, inclusief stelen ondersteund door dunne transparante vleugels.

Bron – MIT

Vliegcapaciteiten

De MAV voerde meerdere vluchtproeven uit om zijn capaciteiten te onderzoeken. In tegenstelling tot voorgangers was het geüpgradede apparaat in staat tot complexe vluchttrajecten en zelfs acrobatiek zoals flips. Het team voerde verschillende luchtflips op commando uit, waarmee ze lieten zien hoe wendbaar het nieuwe ontwerp is ten opzichte van concurrenten.

De MIT‑MAV is ook sneller. Het apparaat toonde een gemiddelde snelheid van 30 centimeter per seconde, met een piek van ongeveer 100 cm/s. In combinatie met de toegevoegde wendbaarheid laten ze enorme upgrades in prestaties zien binnen de MAV‑sector.

Ladingen

Een van de meest interessante bevindingen van de studie is dat de nieuwe MAV een kleine lading kan dragen. Voorlopig kan deze lading onder meer batterijen omvatten om de vliegtijd te verlengen of extra sensoren om meer controle of observatiemogelijkheden te bieden.

Mijlpalenresultaten

De testresultaten toonden enkele indrukwekkende winsten. Bijvoorbeeld, de MIT‑MAV zweefde gedurende 1000 seconden. Deze tijd is langer dan alle andere MAV‑vliegtijden samen. Daardoor vormt het een mijlpaal voor ingenieurs en de hele markt.

Opmerkelijk is dat de MAV veel wendbaarder is dan zijn voorganger, waardoor het apparaat door krappe en moeilijk bereikbare locaties kan manoeuvreren. Wanneer het wordt gebruikt met toekomstige zwermtechnologie, zou het kunnen resulteren in teams van supersnelle MAV’s die samenwerken om taken uit te voeren die hun individuele mogelijkheden te boven gaan.

De geüpgradede vleugels, motoren en scharnieren leverden vele voordelen op voor de MAV‑prestaties. Ten eerste toonden de MIT‑MAV’s veel hogere snelheden en extra wendbaarheid. Bovendien konden ze meer impact weerstaan, vooral langs de dunne vleugel tijdens het klappen, wat resulteerde in een langere levensduur.

Toekomstige toepassingen

Verschillende toepassingen voor MAV’s kunnen wereldwijd het leven van mensen veranderen. Hieronder staan enkele van de belangrijkste voorbeelden:

Kunstmatige bestuiving

Deze kleine apparaten kunnen worden gebruikt om natuurlijke processen zoals bestuiving na te bootsen. Robotische bestuiving is al lange tijd een doel van indoor‑tuinliefhebbers die de technologie zien als een stap richting duurzaamheid. Dezezelfde technologie zou op een dag ruimtevaarders in leven kunnen houden door hun binnen‑tuin te laten floreren.

Zoek‑ en reddingsoperaties

Een belangrijke toepassing voor deze technologie is in de zoek‑ en reddingssector. Kleine robots zoals deze kunnen door krappe wrakken reizen. Ze kunnen worden uitgerust met sensoren om leven te lokaliseren en te communiceren met mensen die vastzitten in puin of andere moeilijk bereikbare locaties. Ze kunnen zelfs een kleine lading, zoals een pijnstiller, naar de persoon brengen indien nodig.

Gebruik van micro‑luchtvoertuigen (MAV’s) voor verkenning

Stel je een zwerm MAV’s voor die een gebied in kaart brengen. Deze eenheden kunnen nauwkeurige en omvattende metingen verkrijgen die gecombineerd kunnen worden tot een meer gedetailleerde en precieze kaart van locaties. De toegevoegde sensor kan realtime tracking van het gebied mogelijk maken. Deze mogelijkheid kan vooral nuttig zijn bij het monitoren van milieugerelateerde risico’s.

Militaire toepassingen voor micro‑luchtvoertuigen (MAV’s)

Het leger is een sterke voorstander van MAV‑technologie. Hun gebruik voor surveillance is een belangrijke factor die de steun voor de technologie aandrijft. Zwermen MAV’s kunnen grote gebieden surveilleren met minimaal risico op verlies. Bovendien kunnen ze worden ingezet voor doelwitten en meer.

Landbouw

De landbouw- en agrarische sectoren zouden MAV’s op verschillende manieren kunnen gebruiken. Deze apparaten kunnen worden ingezet om insecten en andere plagen te bestrijden. Daarnaast kunnen ze worden ingesteld om gewassen te controleren op ziektes of andere aandoeningen. Er wordt ook gesproken over het gebruik van zwermen voor het zaaien en de distributie van voedingsstoffen.

Begunstigden

Diverse sectoren zouden profiteren van de MAV‑upgrades die in de MIT‑onderzoekersstudie worden beschreven. Sommige bedrijven zouden deze technologie kunnen gebruiken om kleinere en capabelere drones te creëren, waardoor deze apparaten meer diensten kunnen leveren. Hier is één bedrijf dat zou kunnen profiteren van integratie.

Northrop Grumman 

Northrop Grumman (NOC ) trad officieel de markt op in 1994 na een overname door Northrop Corporation. Het bedrijf opereert als een grote militaire aannemer en onderzoeksfirma. Vandaag is het een van de bekendste fabrikanten van militaire drones. Hun apparaten kunnen worden gebruikt voor defensie, aanval, verkenning, doelverwerving of communicatie.

Recentelijk onthulde Northrop Grumman zijn Fire Scout autonome helikopter. Dit apparaat werd in opdracht van de US NAVY ontwikkeld om hun vuurkracht en surveillancemogelijkheden te verbeteren. Het beschikt over een modulair ontwerp dat kan worden uitgerust met verschillende sensoren afhankelijk van de missie‑eisen.

Northrop Grumman heeft de meeste aandelen in de militaire drone‑sector overtroffen. Het heeft gedurende 21 jaar consequent de dividenduitkering verhoogd, wat een stijging van 11 % betekent. Als het bedrijf de MAV‑sector zou betreden, zou het aanzienlijke rendementen kunnen zien dankzij zijn positie en ervaring met UAV’s.

Micro‑luchtvoertuigen (MAV’s) zijn hier

Het gebruik van MAV’s zal de komende tien jaar sterk toenemen. Deze kleine robots zullen meer prestatie‑upgrades zien zoals die in deze studie worden beschreven. Bovendien zullen verbeteringen in batterijduur deze eenheden in staat stellen langer en verder te vliegen. Voor nu zijn MAV’s een opkomende technologie die het waard is om in de gaten te houden.

Leer vandaag over andere coole technologieën today.

Studieverwijzing:

^{1. Kim, S., et al. (2025). Acrobatiek op insectenschaal: Een duurzaam, nauwkeurig en wendbaar micro‑luchtvoertuig. Science Robotics, 10, eadp4256. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adp4256}