MIT-onderzoekers bereiken hommel-achtige snelheid en wendbaarheid met AI-gestuurde microrobots

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben in 2025 een technologische doorbraak gerealiseerd met de demonstratie van functionele luchtmicrorobots. Deze miniatuurapparaten vertonen een snelheid en acrobatische behendigheid die vergelijkbaar zijn met die van levende insecten, zoals de hommel. Deze prestatie markeert een fundamentele verschuiving in de micro-schaal luchtvaartrobotica, een veld dat voorheen werd beperkt door trage en voorspelbare vluchtpatronen.

De kern van deze innovatie is een nieuw, bio-geïnspireerd raamwerk dat een AI-gebaseerde controller integreert, waardoor de robotachtige insecten uiterst dynamische en gymnastische manoeuvres kunnen uitvoeren, inclusief het continu uitvoeren van lichaamsslags. De implementatie van dit geavanceerde besturingsschema resulteerde in aanzienlijke prestatieverbeteringen ten opzichte van eerdere demonstraties. Specifiek nam de vliegsnelheid van de robot met ongeveer 450 procent toe, terwijl de acceleratie met circa 250 procent toenam. Het apparaat, dat de grootte heeft van een microcassette en minder weegt dan een paperclip, voltooide met succes tien opeenvolgende salto's in slechts elf seconden, terwijl het zijn beoogde traject behield ondanks externe windverstoringen.

Deze behendigheid, inclusief het uitvoeren van een saccade – een snelle remactie die insecten gebruiken voor abrupte stops – werd bereikt ondanks de lage inertiemassa van de robot en de hoge gevoeligheid voor externe krachten. Het micro-schaal systeem wordt aangedreven door klappende vleugels die worden aangedreven door kunstmatige spieren, een ontwerpfocus van de groep van Professor Kevin Chen bij MIT gedurende meer dan vijf jaar. Kevin Chen, mede-senior auteur, beschreef de prestatie als een belangrijke stap richting het toekomstige doel om omgevingen te navigeren die momenteel ontoegankelijk zijn voor conventionele quadcopters. De bevindingen werden formeel gepubliceerd op 3 december 2025 in het tijdschrift Science Advances, met mede-senior auteur Jonathan P. How van de afdeling Luchtvaart en Ruimtevaart.

De AI-controller maakt gebruik van een tweeledig systeem: een expert Model Predictive Controller (MPC) voor het plannen van agressieve manoeuvres met inachtneming van fysieke beperkingen, en een diep-geleerd beleid dat is getraind via imitatie-leren om deze plannen efficiënt in realtime uit te voeren. Het MPC-gedeelte is een krachtige planner, terwijl het diep-geleerde beleid de complexe planning comprimeert tot een computationeel efficiënt model voor snelle besluitvorming. De implicaties van deze verbeterde wendbaarheid zijn diepgaand voor tijdskritische operaties, zoals zoek- en reddingsmissies onder ingestort puin waar traditionele drones niet kunnen doordringen. Toekomstig werk omvat de overgang naar volledig autonome werking door de integratie van ingebouwde sensoren en camera's, wat essentieel zal zijn voor buitengebruik en gecoördineerd zwermgedrag.