Engenheiros criam robô voador inspirado em aves marinhas

Enquanto a água é mil vezes mais densa do que o ar — exigindo, em tese, mecânicas totalmente distintas para cada meio —, aves como gaivotas e papagaios-do-mar conseguem mergulhar no mar, nadar submersas e saltar de volta para o ar para voar. Inspirados por essa habilidade natural, engenheiros do MIT e da EPFL, em Lausanne, na Suíça, projetaram um robô capaz de realizar exatamente os mesmos movimentos.

Como funciona o robô anfíbio

O chamado “veículo aéreo-aquático de asas batedoras” (ou FAAV) pesa menos de 300 gramas — cerca de meio quilo — e conta com uma fuselagem central, duas asas flexíveis e uma cauda direcionável. O corpo abriga uma bateria e um motor elétrico à prova d’água que aciona um virabrequim, responsável por bombear as asas para cima e para baixo em frequências pré-estabelecidas. As asas são feitas de membranas finas revestidas com nanopartículas hidrofóbicas para ajudar a repelir a água. Além disso, a cauda é motorizada, o que permite alterar seu ângulo para ajudar o robô a voar para cima ou mergulhar.

Em testes realizados em um tanque de água e no Lago Genebra, uma equipe liderada por Raphael Zufferey, professor assistente de engenharia mecânica no MIT, identificou combinações de tamanho de asa, frequência de batimento e ângulo de cauda que permitem ao robô fazer a transição suave da natação para o voo.

Os melhores resultados foram obtidos com asas de tamanho médio, flexíveis o suficiente para minimizar a amplitude de batimento na água e firmes o bastante para manter o robô no ar. As velocidades e frequências de batimento foram semelhantes às usadas por aves reais, e uma inclinação de 70 graus — um ângulo relativamente íngreme — permitiu que o robô desse o salto da água para o ar. Curiosamente, embora muitas aves mergulhadoras usem as patas para ajudar na decolagem da superfície da água, a equipe descobriu que o robô não precisava de pés.

Futuro na exploração oceânica

Os resultados dos engenheiros podem abrir caminho para uma nova classe de drones e veículos capazes de voar e coletar amostras de regiões aquáticas perigosas demais para embarcações tradicionais.

“Nossa visão dos sonhos é que oceanógrafos, biólogos marinhos e membros de comunidades costeiras lancem este robô de um barco, ou da costa, e ele voe para perto da área de interesse, como um iceberg ou uma instalação portuária, ou sobre um grupo de baleias”, diz Zufferey. “Ele mergulharia na água para fazer uma medição ou coletar uma amostra, e voaria de volta para entregar os dados a uma fração do custo dos métodos tradicionais. Então ele poderia voltar para mergulhar por mais.”

Atualmente, os pesquisadores tentam projetar asas que possam girar, além de bater. Eles também testarão o desempenho do robô em condições turbulentas, como nadar em águas agitadas e voar com vento. Em seguida, esperam implantar o veículo para ajudar a responder a perguntas na ciência oceânica.

“Um dos grandes desafios na ciência oceânica é coletar dados frequentemente e em muitos locais, algo que este robô poderá fazer no futuro”, diz Zufferey. “Você poderia enviar isso não apenas todas as semanas, mas a cada hora. Ele poderia voar em alta velocidade, mergulhar, voar de volta, entregar seus dados e voltar, várias vezes.”