EPFL'den araştırmacılar, rüzgar enerjisini kullanarak zorlu arazilerde hareket edebilen hibrit robotlar geliştirmek için çabalıyor. Mevcut karasal keşif sistemleri rüzgarı yeterince kullanmıyor ve sürüklenmeyle çalışan robotlar genellikle büyük ve karmaşık. Bu soruna çözüm arayan araştırmacılar, ilhamı rüzgarla savrulan bitkilerden, yani 'tumbleweed'lerden aldı. Özellikle EPFL'den Sanjay Manoharan, Neuchâtel Gölü kıyısında uçurtma sörfçülerini izlerken ve ardından tumbleweed'lerin rüzgarla nasıl zahmetsizce hareket ettiğini fark ettiğinde, bu bitkilerin aerodinamik sırlarını çözmeye karar verdi.
Tumbleweed'lerin basit görünümlerine rağmen katı kürelerden daha fazla sürüklenme yaratması bilim insanlarının dikkatini çekti. Araştırmacılar, hesaplamalı akışkan dinamiği ve rüzgar tüneli deneyleri kullanarak tumbleweed'lerin aerodinamiğini inceledi. Bu çalışmalar sonucunda, daha önce rapor edilmemiş önemli bir yapısal özellik keşfedildi: tumbleweed'ler dikey bir gözeneklilik gradyanına sahip. Üst kısımları yaklaşık %60, alt kısımları ise %40 oranında gözenekli. Bu asimetri, uyanma dinamiklerini temelden değiştirerek basınç sürüklenmesini önemli ölçüde artırıyor. Bu yapı, 12 m/s hızındaki rüzgarlarda bile katı kürelerden %50 daha fazla sürüklenme oluşturmalarını sağlıyor. Ayrıca, yönelim bağımlı kaldırma kuvvetleri sayesinde yuvarlanma, takla atma ve zıplama gibi karakteristik hareketleri sergiledikleri anlaşıldı.
Bu biyolojik ilhamdan yola çıkarak, araştırmacılar HERMES (Hybrid Energy-efficient Rover Mechanism for Exploration Systems) adını verdikleri hibrit bir robot geliştirdi. Seçici lazer sinterleme tekniğiyle üretilen hafif, küresel kabuklar, tumbleweed'lerin keşfedilen gözeneklilik gradyanını taklit ediyor. Bu mühendislik harikası küre, doğal tumbleweed'lerden ve katı kürelerden daha üstün performans gösterdi. Sadece 1 m/s rüzgar hızında bile zahmetsizce yuvarlanabildi ve önemli ölçüde daha yüksek sürüklenme kuvvetleri üretti. Bu yeni nesil robotlar, rüzgar enerjisini kullanarak enerji verimli karasal keşifler için yeni bir paradigma sunuyor.
Bu robotlar, rüzgar enerjisini kullanarak uzun mesafeli ve enerji verimli keşif görevleri için çığır açan bir potansiyel sunuyor.