Com pássaro-robô que salta e voa, cientistas querem desenvolver drone do futuro
04/12/2024
Publicado na revista científica 'Nature', estudo promete ampliar as possibilidades de utilização dos chamados veículos aéreos não tripulados (VANTs).
Conheça RAVEN, o pássaro-robô que anda, salta e voa
Cientistas anunciaram nesta quarta-feira (4) um avanço inovador no campo da robótica com o desenvolvimento do RAVEN, um robô inspirado em aves que pode caminhar, saltar e até voar, de maneira autônoma, sem depender de pistas de decolagem.
Publicado na revista científica "Nature", o estudo promete ampliar as possibilidades de utilização dos chamados veículos aéreos não tripulados (VANTs), especialmente em terrenos mais difíceis para socorro em desastres, como áreas de difícil acesso ou regiões remotas e com obstáculos.
Fora isso, a pesquisa também pode ser aplicada na saúde, como no desenvolvimento de próteses e dispositivos de mobilidade (entenda mais abaixo).
Isso porque o simpático pássaro-robô foi criado para imitar os movimentos de aves, mais especificamente as pernas e os movimentos de decolagem dos pássaros, como corvos e gralhas, que são conhecidos por alternar entre andar e voar com facilidade.
E esse design inovador permite que o RAVEN (acrônimo em inglês para Veículo Robótico Inspirado em Aves para Múltiplos Ambientes, em tradução livre) decole saltando, o que aumenta significativamente sua eficiência em relação a outros drones que não possuem essa capacidade (veja VÍDEO acima).
"Ao observar as aves, percebi que sua estratégia de decolagem é bastante diferente dos métodos de decolagem das plataformas de engenharia, embora os aviões tenham sido inventados com inspiração nas aves", conta ao g1 Won Dong Shin, autor do estudo e doutorando do Laboratório de Sistemas Inteligentes (LIS) da Escola de Engenharia da Escola Politécnica Federal de Lausana, na Suíça.
"Aviões convencionais precisam de uma pista longa e livre de obstáculos ou um lançador para decolar, enquanto as aves podem decolar de qualquer lugar, sem qualquer ajuda externa", completa.
O RAVEN em ação.
E isso o intrigou tanto que ele quis conectar essa ideia ao desenvolvimento de robôs aéreos.
Ao usar esse salto para impulsionar sua decolagem, o RAVEN economiza energia e atinge uma velocidade inicial de voo mais alta, o que facilita sua ação em áreas mais complexas.
Com isso, os cientistas do LIS esperam que o pássaro-robô ossa expandir as capacidades atuais dos drones, permitindo que eles operem em ambientes mais desafiadores e complexos.
Isto é, por causa dessa sua versatilidade, o robô pode ser especialmente útil em missões de resgate, inspeção em áreas de difícil acesso e monitoramento de regiões com terrenos irregulares, onde drones tradicionais não têm a mesma eficiência.
"Traduzir as pernas e os pés das aves para um sistema robótico leve nos apresentou desafios de design, integração e controle que as aves resolveram de maneira elegante ao longo da sua evolução", explica Dario Floreano, que também participou do estudo e é diretor do EPFL.
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Os cientistas do LIS desenvolveram o RAVEN com um sistema de pernas multifuncionais que imitam os movimentos naturais dos pássaros.
Essas pernas possuem articulações que se assemelham às de um quadril, tornozelo e pé de uma ave, embora de forma mais simplificada (veja INFOGRÁFICO abaixo).
Pássaro-robô
Arte/g1
A estrutura das pernas permite ao robô não só caminhar como também saltar obstáculos e até decolar saltando, algo que drones tradicionais não conseguem fazer.
"Isso nos levou não apenas a criar o drone com asas mais multimodal até hoje, mas também a esclarecer a eficiência energética do salto para decolagem, tanto em aves quanto em drones", acrescenta.
Embora o design ainda precise de melhorias, especialmente no que diz respeito à otimização da eficiência dessas pernas e à capacidade de aterrissar em terrenos variados, os primeiros resultados são promissores.
Shin explica ainda que a criação de um robô com múltiplos modos de locomoção – que caminha, salta e voa – foi um grande desafio.
Isso porque, em sistemas mecânicos, quanto mais modos de movimento são integrados, maior a complexidade e o peso do robô, o que pode prejudicar seu desempenho.
No entanto, ele chama atenção para o fato de que sua equipe conseguiu superar esse obstáculo criando um design mais leve e eficiente, com pernas que imitam os movimentos das aves sem serem excessivamente complexas.
Imagine uma missão que exija decolagens e aterrissagens repetidas, onde o robô também precise navegar por áreas inacessíveis ao voo.
Plataformas que utilizam métodos convencionais de decolagem não seriam adequadas em tais cenários, pois dependem de infraestrutura designada para decolagem e aterrissagem.
No entanto, métodos convencionais de decolagem ainda podem ser mais eficientes em termos de energia do que a decolagem por salto.
Por isso, o pesquisador acredita que esse princípio da "rigidez variável" (o ajuste da flexibilidade) das pernas das aves, que ele estudou no RAVEN, pode ser aplicado em áreas como a saúde, especialmente no design de próteses e dispositivos de mobilidade.
"A rigidez variável é uma área importante de pesquisa em campos como a robótica médica, robôs vestíveis e outros.
Fora isso, eles também estão explorando novas formas de aplicar esse tipo de tecnologia em áreas como inspeção de estruturas, entrega de pacotes em regiões remotas e intervenções em zonas de desastre, onde drones tradicionais não conseguem alcançar.
"Esses resultados representam apenas o primeiro passo para uma compreensão mais profunda dos princípios de design e controle dos animais voadores multimodais, e sua tradução para drones ágeis e energeticamente eficientes", acrescenta Floreano.
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