Microrrobôs voadores não precisam imitar complexidade do voo dos insetos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/01/2011

Este é o protótipo mais recente da "Mosca Microbiótica", um robô com três centímetros de envergadura de asas, construído pela equipe do Dr. Robert Wood.
[Imagem: Ben Finio]

Veículos aéreos autônomos

No futuro, minúsculos veículos aéreos autônomos serão capazes de voar através de fissuras no concreto para procurar vítimas de terremotos, monitorar áreas contaminadas ou edifícios em risco de colapso.

Mas, no presente, o problema ainda está em projetar o melhor mecanismo que faça essas micromáquinas capazes de voar de forma eficiente.

Pequenos robôs voadores que imitam o bater de asas dos insetos ou dos pássaros têm sido a escolha preferida dos pesquisadores.

O problema é que eles geralmente exigem uma combinação complexa de movimentos para que suas asas lhes deem sustentação e capacidade de manobra.

E mecanismos complicados resultam em maior peso, menor autonomia das baterias e menor autonomia.

Linha experimentalista

O Dr. Robert Wood, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, acredita que a saída é testar inúmeras combinações de asas e técnicas de movimento.

Wood e sua equipe estão tentando entender como o design das asas pode afetar o desempenho de um microveículo voador do tamanho de um inseto.

"A grande ênfase do nosso programa é o lado experimental do trabalho," afirma Wood. "Nós temos capacidades únicas para criar, operar e visualizar asas nas escalas e frequências de insetos reais."

O grupo está construindo asas e colocando-as para bater em altas frequências, recriando trajetórias similares às que os insetos fazem ao voar.

Durante os testes, equipamentos especiais medem vários componentes de força, permitindo a visualização dos fluxos de ar em torno das asas batendo a mais de 100 vezes por segundo.

As simulações concluíram que uma asa simples (em verde), batendo segundo um movimento senoidal, pode ser a melhor opção para dar sustentação aos microaviões robóticos. Os glóbulos em vermelho e azul mostram os fluxos de ar gerados durante o movimento.
[Imagem: Alexeev/Masoud]

Linha teórica

Já Alexander Alexeev e Hassan Masoud, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, também nos Estados Unidos, acreditam que o melhor enfoque é estudar a teoria dos movimentos, para só depois partir para a prática.

A dupla usou simulações tridimensionais, feitas em computador, para examinar a sustentação e a aerodinâmica geradas pelo bater de asas flexíveis.

Ao bater as asas, os insetos conseguem uma capacidade de manobra e uma agilidade incomparáveis. Mas o fato é que a física associada com o bater das asas ainda não é totalmente compreendida, sobretudo em escalas muito pequenas.

"Quando você deseja criar veículos cada vez menores, a aerodinâmica muda muito e a modelagem se torna importante," defende Alexeev.

De forma surpreendente, suas simulações concluíram que os mecanismos complicados, que têm dificultado a construção dos insetos robóticos, talvez não sejam necessários.

Eles descobriram que a melhor alternativa é também a mais simples: um simples bater de asas oscilante, sem nenhum movimento adicional.

"Nós descobrimos que o bater de asas simples para cima e para baixo, na frequência de ressonância, é mais fácil de implementar e gera uma sustentação comparável à dos insetos alados, que usam um bater de asas significativamente mais complexo," afirma Alexeev.

Insetos robóticos

Talvez os dois grupos tenham razão em suas abordagens individuais, já que o próximo passo natural depois da simulação é testar o conceito na prática.

O campo dos insetos robóticos, ou microrrobôs voadores, tem-se mostrado um campo efervescente de pesquisas, como se pode ver pelos resultados mais recentes: