Onderzoekers in Italië hebben een unieke mijlpaal bereikt: een jetpack-aangedreven humanoïde robot steeg op én bleef stabiel zweven. Een eerste stap richting multi-modaal robotverkeer.
In een wereldprimeur hebben onderzoekers van het Italiaanse Instituut voor Technologie (IIT) een jet-aangedreven humanoïde robot de lucht in gekregen. De iRonCub3 – een futuristische mix van Iron Man en een wetenschappelijke doorbraak – steeg onlangs zo’n 50 centimeter op en bleef daarbij stabiel in de lucht.
Volgens de studie, gepubliceerd in Nature Communications Engineering, markeert dit een belangrijke sprong voorwaarts in de ontwikkeling van multi-modale robots.
Nieuwe generatie humanoïde robots
Waar traditionele humanoïde robots zich beperken tot lopen, rennen of klimmen, breekt de iRonCub3 door een nieuwe barrière: gecontroleerde vlucht. Met vier straalmotoren – twee aan de armen en twee op een rugmodule – combineert de robot menselijke vormfactoren met de vrijheid van luchtnavigatie.
Het ontwerp is gebaseerd op de derde generatie van de iCub-robot, die al jaren dient als modulair platform voor mensachtige robotica. Dankzij deze uitbreiding naar de derde dimensie wordt het mogelijk om ook ontoegankelijke of gevaarlijke omgevingen te betreden – denk aan ingestorte gebouwen, chemische fabrieken of ontoegankelijke berggebieden.
Fundamenteel andere aanpak
Met een gewicht van 70 kg en een totale stuwkracht van meer dan 1000 newton is de iRonCub3 geen speelgoeddrone. De turbines blazen uitlaatgassen van zo’n 800 °C uit, wat de onderzoekers dwong tot drastische aanpassingen in het ontwerp. Zo werd onder meer een volledig nieuwe titanium wervelkolom geïntroduceerd, samen met speciale hittebestendige afdekkingen.
Ook op het gebied van besturing bracht dit uitdagingen met zich mee: “Deze vorm van robotica dwong ons tot een fundamenteel andere aanpak dan wat gangbaar is in humanoïde ontwikkeling,” aldus Daniele Pucci, hoofd van het Artificial and Mechanical Intelligence (AMI) Lab bij IIT.
AI en aerodynamica
In tegenstelling tot drones, die symmetrisch zijn en een stabiele massa hebben, heeft iRonCub3 te maken met bewegende ledematen en een veranderlijk zwaartepunt. Dit maakt stabiel vliegen bijzonder complex.
Om deze problemen te tackelen ontwikkelden onderzoekers nieuwe vluchtcontrolemodellen en realtime aerodynamische inschatters. Daarbij kregen ze hulp van onder meer de Polytechnische Universiteit van Milaan (voor windtunneltests) en Stanford University, waar machine learning-technieken werden ingezet om de robot beter te laten anticiperen op veranderende vluchtcondities.
“Onze modellen bevatten neurale netwerken, getraind op zowel gesimuleerde als experimentele data, en zijn geïntegreerd in de controlearchitectuur van de robot,” aldus hoofdauteur Antonello Paolino. Hierdoor kan iRonCub3 zich dynamisch aanpassen aan wind, lichaamsbeweging en andere verstoringen.
Technologie en ontwerp hand in hand
Een belangrijk kenmerk van het project was het zogeheten co-design principe: robotvorm en motorplaatsing werden niet afzonderlijk ontwikkeld, maar in nauwe samenhang. Zo konden de onderzoekers optimale aerodynamica combineren met mechanische stevigheid, hittebestendigheid en energie-efficiëntie.
Door iteratieve simulaties en experimenten werden elementen als stuwkrachtsensoren, warmteafvoer en automatische take-off/landing planners steeds verder verfijnd. Het resultaat is een robuust platform dat niet alleen stabiel vliegt, maar ook voorbereid is op de ruwe praktijk.
Maar wat zijn we ermee?
De eerste vluchten vonden plaats in een speciaal beveiligde ruimte binnen het IIT-lab. Voor toekomstige testvluchten wijkt het team uit naar een speciaal ingerichte testzone op de luchthaven van Genua, in samenwerking met Aeroporto di Genova.
Wat kan de iRonCub3 straks betekenen? Denk aan zoek- en reddingsoperaties in rampgebieden waar elke seconde telt, inspecties in giftige of radioactieve zones waar mensen niet kunnen komen, of verkenningsmissies op andere planeten waar zowel vliegen als grijpen essentieel is.
Van sciencefiction naar realiteit
Hoewel de iRonCub3 voorlopig nog op afstand bestuurd wordt, is de combinatie van AI, aerodynamica en humanoïde ontwerp een duidelijke opmaat naar autonome, vliegende robots met menselijke vaardigheden. Wat ooit sciencefiction leek – een menselijke robot met jetpacks – wordt met deze doorbraak plotseling tastbare realiteit.
En dat opent de deur naar een nieuwe generatie machines die niet alleen kunnen denken en handelen, maar ook… vliegen.
