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Robôs voadores — a ideia ocupa um espaço entre a ficção científica muito legal e a distopia assustadora, embora novas pesquisas estejam tentando tornar o voo dos robôs mais eficiente examinando a natureza e as características de voo dos besouros.
De acordo com um novo estudopublicado na revista Naturezapesquisadores desenvolveram asas de microrrobôs que imitam as capacidades únicas de voo dos besouros, inspirando-se nos mecanismos complexos das asas dos besouros.
“Os insetos estão por toda parte ao nosso redor. Eles são minúsculos, mas podem voar e acessar espaços confinados que os humanos não conseguem”, Hoang-Vu Phan, autor principal do Instituto Federal de Tecnologia de Lausanne na Suíça, disse O debriefing. “A maneira como eles impulsionam seus voos ágeis com asas batendo é diferente e muitas vezes supera a dos drones convencionais feitos pelo homem.”
Phan e a equipe de pesquisa se inspiraram nas habilidades de voo dos besouros rinocerontes. Ao analisar os mecanismos de implantação e retração das asas desses insetos, eles conseguiram criar um novo design de asa que pode ser aplicado a microrrobôs.
A chave para as capacidades únicas de voo dos besouros está na estrutura de suas asas. Ao contrário de pássaros e morcegos, que usam músculos para bater suas asas, os besouros dependem de um sistema passivo de dobradiças e alavancas para desdobrar e retrair suas asas. Esse mecanismo permite que eles gerem sustentação e impulso com eficiência notável, tornando-os um dos voadores mais ágeis do mundo dos insetos. Basicamente, os besouros mantêm a simplicidade.
Phan tem estudado asas de besouro para uso em robótica há anos, descobrindo anteriormente que certos insetos têm dobras semelhantes a origamis em suas asas e, no caso do besouro rinoceronte, suas asas posteriores tinham uma habilidade única.
“Suas asas podem rapidamente e passivamente colapsar em caso de colisão e saltar de volta ao lugar, permitindo que o besouro recupere o voo estável”, explicou Phan. “Isso me levou a questionar se os besouros usam uma estratégia passiva para desdobrar e retrair suas asas traseiras.”
Usando câmeras de alta velocidade e simulações avançadas de computador para estudar os movimentos das asas de besouros rinocerontes, os pesquisadores descobriram que as asas dos besouros podem se desdobrar e retrair em milissegundos, gerando uma série rápida de oscilações que criam sustentação e propulsão. Armados com esse conhecimento, os pesquisadores se propuseram a criar uma asa de microrrobô que pudesse imitar as capacidades de voo dos besouros. Eles projetaram uma asa com um mecanismo de dobradiça e alavanca semelhante, que permite que ela se desdobre e retraia rapidamente, gerando as mesmas oscilações que criam sustentação e propulsão.
Muitos robôs voadores hoje utilizam asas que batem, e para retrair e desdobrar essas asas, os engenheiros geralmente instalam atuadores adicionais, como servomotores. No entanto, como Phan explica, isso adiciona mais massa e complexidade aos robôs que batem. Com o velho ditado de que menos peças móveis são melhores em mente, Phan e a equipe estão buscando uma solução muito mais simples.
“Ao usar o mecanismo passivo simples neste trabalho, os robôs que batem asas podem facilmente desdobrar e retrair suas asas sem atuadores adicionais”, disse Phan. “Ao descansar ordenadamente suas asas vulneráveis ao longo de seus corpos após o voo, os microrrobôs que batem asas agora se tornam mais compactos. Isso permite que eles não apenas reduzam o risco de danos às asas, mas também se movam mais facilmente por espaços estreitos quando no solo.”
De acordo com o estudo, a asa do microrrobô foi capaz de gerar sustentação e propulsão com eficiência notável, permitindo que voasse com agilidade e precisão. A capacidade da asa de se desdobrar e retrair rapidamente também permitiu que fizesse curvas fechadas e mudanças rápidas de direção.
Devido ao seu peso leve, esse novo design de asa pode permitir a criação de robôs voadores menores e mais ágeis, capazes de navegar facilmente por florestas densas ou ambientes urbanos.
Phan também acredita que este projeto também pode ser ampliado para criar robôs voadoresque pode ser usado para uma variedade de aplicações, desde busca e salvamento até monitoramento e vigilância ambiental.
Embora as descobertas do estudo sejam certamente impressionantes, os pesquisadores reconhecem que ainda há muito trabalho a ser feito. A asa do microrrobô ainda está em seus estágios iniciais de desenvolvimento, e mais pesquisas são necessárias para refinar seu design e melhorar seu desempenho.
Além do voo, os insetos podem navegar perfeitamente entre ambientes aéreos e terrestres ao empoleirar-se, rastejar e muito mais”, concluiu Phan. Essas capacidades nos inspiraram a estudar a biomecânica da locomotiva dos insetos e a construir réplicas robóticas por mais de dez anos.”
O potencial dessa tecnologia é inegável, e talvez possamos esperar ver uma nova geração de robôs voadores que são mais rápidos, mais ágeis e mais eficientes do que nunca. Robôs voadores que mantêm tudo simples, muito parecidos com o humilde besouro.
MJ Banias cobre espaço, segurança e tecnologia com o The Debrief. Você pode enviar um e-mail para ele em mj@thedebrief.org ou segui-lo no Twitter @mjbanias.
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