Vento é domado para mover objetos em trajetórias precisas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/05/2024

O vento é controlado com precisão, permitindo até mesmo puxar os objetos na direção do fluxo de ar.
[Imagem: Shahriar Haeri et al. - 10.1002/aisy.202400174]

Controlando o vento

Ver um furacão ou um tornado arremessando até casas pelos ares, ou mesmo um barco a vela deslizando suavemente por um mar calmo, não deixa nenhuma dúvida de que é possível mover as coisas usando a força dos ventos.

Mas Shahriar Haeri e colegas da Universidade de Aalto, na Finlândia, querem muito mais: Eles querem usar um jato de ar para mover objetos à distância de modo controlado, e fazer esses objetos deslocarem-se em qualquer direção - incluindo fazê-los voltar na direção do fluxo de ar.

"O fluxo de ar, ou vento, está em todo o ambiente em que vivemos, movendo objetos como pólen, patógenos, gotículas, sementes e folhas. O vento também tem sido usado ativamente na indústria e em nossa vida cotidiana - por exemplo, em sopradores de folhas para limpar o jardim. Mas, até agora, não podíamos controlar a direção em que as folhas se movem - só podíamos juntá-las numa pilha," contextualizou o professor Quan Zhou, coordenador da equipe.

Mas isso acaba de mudar porque os pesquisadores desenvolveram uma técnica que permite mover objetos de modo precisamente controlado, fazendo-os seguir trajetórias previamente determinadas, e fazer isto à distância, sem que você precise pegar um soprador e ficar ajustando sua posição ou empurrando o objeto para lá e para cá.

A nova abordagem poderá até ser integrada a robôs, dando às máquinas o que os pesquisadores chamam de "dedos etéreos", verdadeiros membros invisíveis para controlar objetos à distância.

Diferentes objetos (de pedaços de isopor a lenços de papel) movidos em trajetórias de letras.
[Imagem: Shahriar Haeri et al. - 10.1002/aisy.202400174]

Movendo objetos com vento

O primeiro passo para manipular objetos com o vento é compreender como os objetos se movem no fluxo de ar. Para esse fim, Haeri registrou milhares de movimentos de amostras submetidas a fluxos de ar gerados artificialmente. Esses dados serviram então para construir modelos computadorizados descrevendo a reação dos objetos ao jato de ar e como isso resulta em movimentos sobre a superfície onde o objeto está.

A análise mostrou que, embora o fluxo de ar seja geralmente caótico, ele ainda é regular o suficiente para mover objetos de forma controlada em diferentes direções - até mesmo de volta ao bocal que sopra o ar.

O modelo computadorizado então foi usado invertido, partindo do movimento desejado para gerar o fluxo de ar necessário para fazê-lo acontecer.

"Nós projetamos um algoritmo que controla a direção do bocal de ar com dois motores. O jato de ar é soprado sobre a superfície a vários metros de distância e na lateral do objeto, de modo que o campo de fluxo de ar gerado mova o objeto na direção desejada. O algoritmo de controle ajusta repetidamente a direção do bocal de ar para que o fluxo de ar mova os objetos ao longo da trajetória desejada," descreveu Zhou.

O modelo computadorizado permitiu automatizar tudo, criando uma autêntica "ferramenta de vento".
[Imagem: Shahriar Haeri et al. - 10.1002/aisy.202400174]

Ferramentas de vento

A demonstração impressiona, com objetos sendo movido ao longo de trajetórias retas, curvas, círculos completos e até mesmo trajetórias complexas como o caminho que um lápis deve ser movido para escrever uma letra.

A tecnologia ainda precisa ser refinada para funcionar em ambiente real, onde o fluxo de ar gerado pelo bocal sofrerá a influência de correntes de ar naturais, mas os pesquisadores estão otimistas quanto ao potencial da sua abordagem.

As ideias vão desde coletar itens espalhados em uma superfície, como empurrar folhas e resíduos no jardim para um ponto de coleta, até tarefas complexas de processamento, onde o contato físico é impraticável ou perigoso demais, como no manuseio de circuitos elétricos.

"Acreditamos que esta técnica pode ficar ainda melhor com uma compreensão mais profunda das características do campo de fluxo de ar, que é no que trabalharemos a seguir," contou Zhou.

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