Robô-pombo voa como pássaro e elimina a cauda vertical dos aviões

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/11/2024

Foto temporizada do robô-pássaro sem cobertura, mostrando a dinâmica dos seus movimentos.
[Imagem: Eric Chang/Lentink Lab]

Aviões que voam como pássaros

O voo dos pássaros sempre foi considerado complexo demais para ser copiado por máquinas - é por isso que aviões, drones e robôs voadores não se parecem com as aves.

Por exemplo, você já se perguntou por que um avião tem uma cauda vertical? É porque o avião precisa dela para estabilizar seu voo. O nome técnico daquela estrutura é estabilizador vertical, que contém ainda um leme, uma peça móvel utilizada para controlar o movimento lateral da aeronave.

Mas pássaros não têm caudas verticais e é fácil entender o porquê: Voar sem uma cauda vertical é muito mais eficiente em termos de energia.

Isto tem feito a indústria da aviação trabalhar há décadas para conseguir eliminar o estabilizador vertical dos aviões - até agora sem muito sucesso.

Nessa busca do biomimetismo, a pergunta fundamental é: Como os pássaros conseguem estabilidade e agilidade sem precisar de uma cauda vertical?

Eric Chang e colegas da Universidade de Groningen, nos Países Baixos, fazem parte da comunidade que tenta não apenas encontrar uma resposta para isso, mas sobretudo encontrar formas de copiar essa capacidade.

O fruto mais recente de seus esforços é um modelo robótico de pássaro, construído com penas reais de pombo - sem um estabilizador vertical.

Em trabalhos anteriores, mais próximos da biologia, a equipe descreveu como os pombos ajustam continuamente o formato de suas asas e de sua cauda. Agora eles voltaram à robótica, para mostrar que um pássaro-robô parecido com um pombo consegue replicar esses movimentos.

Estrutura interna do PomboBot II.
[Imagem: Eric Chang et al. - 10.1126/scirobotics.ado4535]

Aviões com baixo consumo de combustível

A aerodinâmica do pássaro-robô de demonstração é controlada por nove servomotores, responsáveis por mover as penas de modo a mudar continuamente o formato das asas e da cauda. Um algoritmo controla independentemente cada um desses servomotores, imitando os reflexos que são usados pelos pássaros para se estabilizarem.

Em 1929, o cientista alemão Franz Groebbels propôs que esses ajustes dinâmicos permitem que os pássaros voem como "aviões automáticos". Quase um século depois, o pássaro robótico, batizado de PomboBot II (PigeonBot) confirmou sua ideia.

Os primeiros testes foram feitos em um túnel de vento, e os bons resultados permitiram que o protótipo fosse posto para voar autonomamente ao ar livre.

Este é o robô, com sua cobertura final, voando ao ar livre.
[Imagem: Eric Chang/Lentink Lab]

Maior economia

Além de demonstrar como os pássaros conseguem voar sem caudas verticais, este protótipo de pequena escala abre caminho para projetar aviões mais econômicos.

"O grupo europeu Airbus criou um conceito, visualizando como tal avião deveria ser. Nosso estudo fornece o conhecimento para concretizar suas ideias," disse o professor David Lentink, cuja equipe já criou microrrobôs voadores com asas de inseto, um robô inovador que voa como drone e pousa como pássaro e um pássaro-robô com asas metamórficas.

Outro ganho é que este novo conceito de avião sem estabilizador vertical reduz a assinatura do avião nos radares, o que pode melhorar as operações dos aviões de destruição.

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