Pesquisadores desenvolvem robô-abelha inovador capaz de manobras complexas no ar
Protótipo Bee++, criado por pesquisadores da Universidade Estadual de Washington, possui liberdade total de movimento, inclusive na realização de movimentos torcionais
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247 - A Universidade Estadual de Washington (WSU) está na vanguarda da inovação com o desenvolvimento de um robô-abelha capaz de voar em todas as direções. Apresentando um protótipo chamado Bee++, composto por quatro asas de fibra de carbono e mylar e quatro atuadores leves para controle individual de cada asa, este é o primeiro modelo que consegue voar de maneira estável em todas as direções. Entre os desafios de movimentação aérea, destaca-se a rotação, conhecida como guinada, que o Bee++ executa com perfeição, assimilando os seis graus de movimento livre que um inseto voador comum demonstra.
O estudo, liderado pelo Prof. Associado Néstor O. Pérez-Arancibia, da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da WSU, foi publicado na revista IEEE Transactions on Robotics e será apresentado na Conferência Internacional IEEE sobre Robótica e Automação ainda este mês.
"Pesquisadores têm tentado desenvolver insetos voadores artificiais há mais de 30 anos", afirma Pérez-Arancibia. "No futuro, eles poderão ser usados para diversas aplicações, como polinização artificial, operações de busca e resgate em espaços apertados, pesquisas biológicas ou monitoramento ambiental, incluindo ambientes hostis."
O maior desafio foi criar controladores que funcionassem como o cérebro de um inseto, permitindo ao pequeno robô decolar e pousar. "É uma combinação de design robótico e controle", explica. "O controle é altamente matemático e requer a criação de um tipo de cérebro artificial. Alguns chamam isso de tecnologia oculta, mas sem esses cérebros simples, nada funcionaria."
Inicialmente, a equipe desenvolveu uma abelha robótica com duas asas, mas seu movimento era limitado. Em 2019, Pérez-Arancibia e dois de seus estudantes de doutorado construíram pela primeira vez um robô de quatro asas leve o suficiente para decolar. Para realizar manobras de arremesso ou rotação, eles fazem as asas dianteiras baterem de uma maneira diferente das asas traseiras para o arremesso, e as asas direitas baterem de maneira diferente das asas esquerdas para a rotação, criando um torque que gira o robô em seus dois principais eixos horizontais.
"No entanto, ser capaz de controlar a complexa movimentação de guinada é tremendamente importante", afirma. "Sem isso, os robôs giram fora de controle, incapazes de se concentrar em um ponto. E então eles batem." A plena liberdade de movimento é essencial para manobras evasivas ou para seguir objetos.
Para que o Bee++ pudesse realizar a guinada de maneira controlada, os pesquisadores se inspiraram nos insetos e moveram as asas de forma que batessem em um plano inclinado. Também aumentaram a frequência com que o robô bate as asas, de 100 para 160 vezes por segundo.
"Parte da solução foi o design físico do robô, e nós também inventamos um novo design para o controlador – o cérebro que comanda o que o robô deve fazer", ele explica. Com um peso de 95 mg e envergadura de 33 mm, o Bee++ é maior que uma abelha real, que pesa cerca de 10 mg. Ao contrário dos insetos reais, ele pode voar autonomamente por apenas cerca de cinco minutos de cada vez, por isso é principalmente preso a uma fonte de energia através de um cabo.
Os pesquisadores também estão trabalhando para desenvolver outros tipos de robôs-insetos, incluindo rastejadores e insetos que andam sobre a água.
Com informações de techxplore.
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