Microrrobôs voarão melhor imitando abertura passiva das asas dos besouros

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/08/2024

Assim como os besouros não usam músculos para abrir as asas, o drone criado pela equipe lança-se ao voo sem precisar de atuadores.
[Imagem: Hoang-Vu Phan]

Como os besouros abrem as asas

Quando os biólogos acreditavam saber tudo sobre o improvável voo dos besouros, uma equipe de roboticistas da Coreia e da Suíça mostraram que nosso conhecimento sobre eles não é apenas incompleto, como é bem diferente do que pesquisas anteriores apontavam.

Entre todos os insetos voadores, os besouros apresentam os mecanismos mais complexos, envolvendo dois conjuntos de asas: Um par de asas anteriores endurecidas, chamadas élitros, e um conjunto posterior com as asas propriamente ditas, formadas por membranas muito delicadas.

Embora existam extensas pesquisas sobre as dobras que permitem guardar as asas embaixo dos élitros, em dobraduras semelhantes ao origami, pouco se sabe sobre como essas delicadas asas se dobram para serem guardadas e se desdobram para o voo. A teoria prevalente era que músculos torácicos controlariam o movimento da base das asas posteriores dos besouros.

Hoang-Vu Phan e seus colegas demonstraram agora que não é este o caso. Estudando besouros-rinocerontes, ou besouros de chifre, a equipe descobriu que os insetos abrem e retraem suas asas sem esforço, sem usar qualquer músculo.

A equipe descobriu que as delicadas asas posteriores membranosas dos besouros são liberadas de forma semelhante a uma mola por suas asas anteriores duras, e um movimento de bater as asas posteriores coloca-as em uma posição erguida para o voo. E o oposto ocorre quando os insetos pousam, com os élitros sendo usados para abaixar as asas posteriores até uma posição de repouso, também passivamente.

Estrutura biomimética para voo robótico com lançamento passivo.
[Imagem: Hoang-Vu Phan et al. - 10.1038/s41586-024-07755-9]

Acionamento passivo

Sejam asas ou quaisquer outros membros, mecanismos de acionamento passivo são extremamente interessantes para os roboticistas, uma vez que podem significar atuadores e mecanismos de movimento mais simples e sem gasto de energia.

É justamente esta a conclusão da equipe: A descoberta de como isso é feito pelos besouros deverá ajudar no desenvolvimento de microrrobôs que possam operar em espaços limitados ou não mapeados e, mais importante, deverá otimizar o projeto de micromáquinas voadoras, como os drones.

Projeto do mecanismo de acionamento passivo.
[Imagem: Hoang-Vu Phan et al. - 10.1038/s41586-024-07755-9]

Drones inspirados em besouros

Para tirar proveito de suas descobertas, a equipe criou microrrobôs que imitam o desdobramento e a retração passivas das asas do besouro, demonstrando que os robôs decolam e mantêm o voo com eficiência.

Segundo eles, isto demonstra que transferir os processos passivos das asas traseiras do besouro para um design de robô que voe batendo asas pode ajudar a melhorar as capacidades de pequenos robôs.

Mais tópicos