Drones Ágeis em Escala de Inseto: Voo Preciso para Tarefas Industriais e Agrícolas

Insetos podem ser notavelmente acrobáticos e resilientes no voo. Essas características ajudam-nos a navegar no mundo aéreo, com rajadas de vento, obstáculos e incerteza geral. Pesquisadores desenvolveram drones do tamanho de insetos com destreza e resiliência semelhantes. Os robôs aéreos são alimentados por uma nova classe de atuador macio que lhes permite suportar os travessuros físicos do voo no mundo real. Os robôs poderão um dia ajudar humanos polinizando culturas ou realizando inspeções de máquinas em espaços apertados.

Normalmente, drones requerem espaços abertos porque não são ágeis o suficiente para navegar em espaços confinados nem robustos o suficiente para suportar colisões em multidões. Drones muito pequenos requerem uma construção fundamentalmente diferente dos maiores. Drones grandes geralmente são alimentados por motores, que perdem eficiência à medida que encolhem. Para drones do tamanho de insetos, a alternativa tem sido empregar um pequeno atuador rígido feito de materiais cerâmicos piezoelétricos. Embora cerâmicas piezoelétricas tenham permitido que a primeira geração de minúsculos robôs voasse, elas são bastante frágeis. E isso é um problema quando você está construindo um robô para imitar um inseto — abelhas forrageiras sofrem uma colisão cerca de uma vez por segundo.

A equipe projetou um minúsculo drone mais resiliente usando atuadores macios em vez de duros e frágeis. Os atuadores macios são feitos de cilindros finos de borracha revestidos com nanotubos de carbono. Quando tensão é aplicada aos nanotubos de carbono, eles produzem uma força eletrostática que comprime e alonga o cilindro de borracha. Alongamento e contração repetidos fazem as asas do drone baterem quase 500 vezes por segundo, dando ao drone resiliência semelhante a insetos. Os drones podem ser atingidos enquanto voam e se recuperar e também podem realizar manobras agressivas como cambalhotas no ar. Os drones pesam 0,6 gramas ou aproximadamente a massa de uma grande abelha. O drone parece um pouco como uma fita cassete minúscula com asas, embora a equipe esteja trabalhando em um novo protótipo com formato de libélula.

Devido à conformidade inerente dos atuadores macios, o robô pode colidir com obstáculos com segurança sem inibir muito o voo. Esta característica é adequada para voo em ambientes desordenados e dinâmicos e pode ser muito útil para qualquer número de aplicações do mundo real. Um passo chave para essas aplicações será desamarrar os robôs de uma fonte de energia com fio, atualmente necessária pela alta tensão de operação dos atuadores.

Os mini drones poderiam navegar em máquinas complexas para garantir segurança e funcionalidade; por exemplo, ao inspecionar um motor de turbina. O drone precisa se mover em um espaço fechado com uma pequena câmera para verificar rachaduras nas placas da turbina. Outras aplicações potenciais incluem polinização artificial de culturas ou conclusão de missões de busca e resgate após um desastre.

Informações de Contato