Universidades dos EUA e Suíça desenvolvem robô de asas batentes que pode nadar e voar

De acordo com pt.wedoany.com-Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL) projetaram um robô capaz de nadar debaixo d'água e bater as asas para saltar e voar, comportando-se de forma semelhante a um mergulhão. Chamado de "Veículo Aéreo-Aquático de Asas Batentes" (FAAV), o robô pesa menos de 300 gramas e foi criado para ajudar cientistas a estudar a mecânica de voo de aves mergulhadoras tanto no ar quanto na água. O robô é composto por um corpo central, duas asas batentes flexíveis e uma cauda direcionável, sendo que as asas e a cauda podem ser trocadas por diferentes tamanhos conforme necessário.

Em experimentos realizados em uma pequena piscina e no Lago Genebra, na Suíça, os engenheiros determinaram combinações de envergadura das asas, frequência de batimento e ângulo da cauda que permitem ao robô fazer uma transição suave da natação subaquática para romper a superfície da água e voar. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Science. Raphael Zufferey, professor assistente de engenharia mecânica do MIT, afirmou que o design pode ajudar a entender como aves mergulhadoras ajustam sua mecânica de voo para se adaptar ao ar e à água, além de potencialmente dar origem a novos tipos de drones e veículos aéreo-aquáticos. Zufferey é o autor principal deste novo estudo, com coautores da EPFL e do Northwest Indian College, em Bellingham, Washington. Os pesquisadores imaginam que oceanógrafos, biólogos marinhos e membros de comunidades costeiras possam lançar este robô de asas de um barco ou da costa, voar até áreas perigosas, como perto de icebergues ou cardumes de baleias, mergulhar para coletar amostras e depois voar de volta para transmitir os dados, a um custo muito menor do que os métodos tradicionais.

A equipe de pesquisa revisou a literatura científica para compilar dados de aves mergulhadoras como papagaios-do-mar, petréis e martins-pescadores, descobrindo que aves menores batem as asas cerca de 10 vezes por segundo no ar e cerca de 4 vezes por segundo na água. Com base nisso, a equipe desenvolveu um robô cuja frequência de batimento de asas é semelhante à de aves mergulhadoras reais. O corpo do robô contém uma bateria e um motor à prova d'água, que aciona um virabrequim para empurrar para cima e para baixo as asas de membrana revestidas com nanopartículas hidrofóbicas em uma frequência predefinida, enquanto a cauda pode mudar de ângulo para auxiliar o voo. Os pesquisadores fabricaram e testaram três conjuntos de asas: pequenas (60 cm de largura), médias (80 cm de largura) e grandes (100 cm de largura). Nos testes, o robô foi colocado a cerca de meio metro debaixo d'água, com as asas batendo em uma frequência específica e a cauda inclinada em um ângulo específico. Os resultados mostraram que, ao usar as asas médias, o robô conseguia voar, nadar e fazer a transição entre água e ar de forma confiável, sendo necessário que as asas fossem ao mesmo tempo flexíveis e resistentes.

Quando o robô bate as asas a uma frequência de cerca de 5 Hz, sua velocidade na água é de aproximadamente 1 metro por segundo, e no ar, cerca de 6 metros por segundo, semelhante à de aves mergulhadoras reais. Para realizar a transição água-ar, o robô precisa inclinar-se em um ângulo de 70 graus, de modo que as pontas das asas não toquem a superfície da água. O estudo também descobriu que essa combinação de tamanhos permite que o robô saia da água e voe sem precisar remar com os pés, como fazem aves como os papagaios-do-mar. No futuro, a equipe melhorará o design das asas para adicionar capacidade de direção e testará o desempenho em condições de turbulência, com o objetivo final de implantar este veículo para auxiliar a pesquisa em ciências oceânicas. Este trabalho foi parcialmente apoiado por bolsas do programa Marie Skłodowska-Curie Actions.