Cientistas criam minirrobô voador que se fixa em todo tipo de superfície

As peças, depois de aprimoradas, poderão ser usadas, por exemplo, para monitoramento de ambientes e avaliação da qualidade do ar

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postado em 20/05/2016 06:00

Harvard Paulson School of EngineeringApplied Sciences/ Divulgação

 

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, desenvolveram um pequeno robô capaz de se fixar em qualquer tipo de superfície. Apresentado pela primeira há três anos, o equipamento voador de apenas 100mg recebeu o incremento de um sistema eletrostático, o que lhe deu a capacidade de se prender a diferentes materiais sem usar adesivos e  — o que é melhor — gastando praticamente nenhuma energia. Graças à nova habilidade, o sistema, antes chamado de mosca eletrônica, foi rebatizado como RoboBee, em referência à forma delicada como pousa, semelhante ao de uma abelha que se apoia em uma flor.

Um artigo publicado na edição de hoje da revista Science descreve o invento. Sobre o robô, há um pequeno pedaço de espuma que amortece o contato do dispositivo com a superfície, garantindo que ele possa se unir a materiais das mais distintas  formas. Através do material macio, o equipamento conduz uma carga elétrica que cria uma atração e o objeto escolhido. Em uma série de vídeos divulgados pelos pesquisadores, é possível notar o robô se aproximando de uma folha e se prendendo sob ela para, então, voar novamente.

O sistema funciona graças ao mesmo fenômeno que faz um balão esfregado em uma roupa de lã se colar contra uma parede comum. A fricção faz com que a bexiga fique carregada de elétrons, criando uma força negativa oposta à carga da parede. As duas se atraem, fazendo com que o balão fique preso. Nesse caso, o fenômeno dura apenas até que a carga negativa fornecida pela fricção desapareça. Já a abelha robótica, no entanto, é capaz de controlar a sua carga e se manter pendurado por muito tempo. A adesão eletrostática funciona com materiais como plantas, madeira e vidro. Para retomar o voo, basta cortar a voltagem e interromper a atração com a superfície.

A peça que permite ao robô se conectar pesa pouco mais de 13mg. A ferramenta é complementada por um par de asas minúsculas que batem 120 vezes por segundo, além de um tripé em miniatura que absorve o impacto de pousos que não exigem a técnica eletrostática. O conjunto pesa um centésimo de 1g, peso equivalente ao de uma abelha real. “Para dispositivos nessa escala, temos de desenvolver tudo do zero. Os atuadores, os sensores, a computação e até mesmo os métodos de fabricação precisam ser feitos desde o início”, conta Robert Wood, inventor do robô voador e pesquisador de Harvard.

Solução

Um dos maiores problemas encontrados pelos engenheiros que buscam produzir miniaturas robóticas voadoras é a questão da autonomia energética. Voar é uma tarefa que consome muita eletricidade, do tipo que não pode ser obtida numa bateria compacta. “Muitas aplicações para pequenos drones exigem que eles fiquem no ar por longos períodos. Infelizmente, os microrrobôs voadores de hoje em dia podem ficar sem energia muito rapidamente, em apenas 10 ou 30 minutos”, explica ao Correio Moritz Alexander Graule, pesquisador do MIT e principal autor do trabalho.

Portanto, é essencial que esse tipo de dispositivo possa interromper o voo a qualquer momento, em qualquer tipo de local e, assim, economizar energia até o momento de decolar novamente. “Queremos mantê-los no alto por mais tempo, sem gastar muita energia. E muitos animais usam o pouso para se manter num ponto vantajoso sem se desgastar muito”, compara. Enquanto está pousado, o RoboBee gasta um milésimo da energia necessária para voar. Com a nova habilidade, portanto, o equipamento tem o potencial de se manter funcional por muito um período muito maior.

“Esse trabalho é um ótimo exemplo de como a engenharia pode aprender com a natureza para construir a próxima geração de robôs aéreos”, ressalta, em uma análise publicada na Science, Mirko Kovac, pesquisador de robótica aérea na Imperial College of London. “A adesão eletrostática é uma solução bastante apropriada para essa escala, porque não é direcionada e funciona em praticamente qualquer material, na maioria das condições.”

Aplicações

Por enquanto, o dispositivo só é capaz de se conectar sob superfícies, já que a peça eletrostática fica instalada no topo do equipamento. Mas os pesquisadores têm planos de mudar o design de modo que ele possa pousar em diferentes posições. Outra preocupação dos cientistas é eliminar o cabo que ainda conecta o robô voador à fonte de energia e ao sistema computacional que o opera. “Eu acredito que teremos mais um ou dois anos de pesquisa antes de superarmos esses desafios, mas apenas para as condições laboratoriais. Então, provavelmente precisaremos de mais uns cinco ou 10 anos até que ele esteja pronto para desenvolvimento e uso mais difundido”, estima Wood.

Embora ainda esteja longe de sair das bancadas de laboratório, o RoboBee representa um grande potencial para a indústria robótica. Um modelo de equipamento tão leve e pequeno seria uma ferramenta ideal para tarefas como missões de vigilância ou mesmo para trabalhos de reconhecimento que buscam detectar diferentes substâncias no ar.

 

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