L’ombrello stampato in 3D che vola e ti segue senza reggerlo

Avete letto bene. Un ombrello che vola da solo e vi segue esiste già. Per renderlo possibile, John Xu, creatore del canale YouTube I Build Stuff, ha fatto ricorso alla stampa 3D per fabbricare gran parte della struttura e sviluppare un design in grado di mantenersi stabile in aria.

Questo ombrello è la seconda versione. La prima consisteva in un ombrello con eliche avvitate che volava, ma che doveva essere pilotato con un radiocomando. Per la seconda versione, il creatore ha realizzato un sistema completamente autonomo, che permette di camminare e ripararsi dalla pioggia o dal sole senza usare le mani.

Il nucleo centrale stampato in 3D collega tutta l’elettronica all’ombrello

Per fare in modo che l’ombrello si sostenesse da solo, John ha optato per bracci pieghevoli su cui sono montate le quattro eliche. Quando l’ombrello è chiuso, i bracci si ripiegano, mentre all’apertura un meccanismo di bloccaggio li fissa saldamente in posizione. Cerniere, piastre di fissaggio e altri componenti sono passati attraverso numerose iterazioni di progettazione, stampa e test, fino a ridurre le vibrazioni che interferivano con il controller di volo.

Buona parte dello sviluppo dell’ombrello è passata per la stampa 3D. Le parti strutturali, compresi il nucleo centrale che si collega all’ombrello e i meccanismi di bloccaggio, sono state realizzate in nylon caricato con fibra di carbonio per aumentarne la rigidità. John ha iniziato il progetto con una Bambu Lab X1C e lo ha completato con una H2D. La camera riscaldata di quest’ultima gli ha permesso di stampare materiale tecnico senza che i pezzi si deformassero.

Stampare i componenti è stato solo metà del lavoro. Come fa l’ombrello a sapere chi seguire? Per rispondere a questa domanda, John ha costruito innanzitutto un drone di prova su cui sperimentare diversi sistemi di tracciamento. Ha testato fotocamere convenzionali, un sistema GPS con una precisione di appena 3 metri (insufficiente per il tracciamento) e, infine, una fotocamera time-of-flight, o fotocamera ToF. Quest’ultima emette luce in modo continuo e misura lo sfasamento dell’onda riflessa per calcolare la distanza e generare una mappa di profondità. Una Raspberry Pi elabora questi dati in tempo reale, localizza la testa dell’utente e invia le istruzioni necessarie al controller di volo affinché l’ombrello resti centrato su di essa.

Dopo numerosi imprevisti e diverse fasi di riprogettazione, John è riuscito a far decollare l’ombrello, a fargli seguire l’utente in modo autonomo e persino a farlo funzionare sotto una pioggia intensa. Se volete scoprire tutti i dettagli della realizzazione dell’ombrello, non perdetevi il video di John Xu qui sotto.

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*Crediti di tutte le foto: capturas del vídeo de I Build Stuff (John Xu).