Drones ágeis do tamanho de insetos

Os insetos podem ser notavelmente acrobáticos e resilientes em voo. Essas características os ajudam 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 atuadores macios que lhes permite suportar as dificuldades físicas do voo do mundo real. Os robôs poderão um dia ajudar os humanos polinizando plantações ou realizando inspeções de máquinas em espaços apertados.

Normalmente, os drones exigem amplos espaços abertos porque não são ágeis o suficiente para navegar em espaços confinados nem robustos o suficiente para resistir a colisões em uma multidão. Drones muito pequenos requerem uma construção fundamentalmente diferente dos maiores. Drones grandes geralmente são movidos por motores, que perdem eficiência à medida que diminuem de tamanho. Para drones do tamanho de insetos, a alternativa tem sido empregar um atuador pequeno e rígido construído a partir de materiais cerâmicos piezoelétricos. Embora a cerâmica piezoelétrica tenha permitido que a primeira geração de pequenos robôs voasse, eles são bastante frágeis. E isso é um problema quando você está construindo um robô para imitar um inseto – abelhas forrageiras sofrem uma colisão uma vez a cada segundo.

A equipe projetou um drone minúsculo mais resiliente usando atuadores macios em vez de rígidos e frágeis. Os atuadores macios são feitos de cilindros de borracha finos revestidos em nanotubos de carbono. Quando a tensão é aplicada aos nanotubos de carbono, eles produzem uma força eletrostática que comprime e alonga o cilindro de borracha. O alongamento e a contração repetidos fazem com que as asas do drone batam quase 500 vezes por segundo, dando ao drone resiliência semelhante a um inseto. Os drones podem ser atingidos quando estão voando e se recuperam 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 se parece um pouco com uma pequena fita cassete com asas, embora a equipe esteja trabalhando em um novo protótipo em forma de libélula.

Devido à conformidade inerente dos atuadores suaves, o robô pode colidir com segurança com obstáculos sem inibir muito o voo. Esse recurso é adequado para voos em ambientes dinâmicos e confusos e pode ser muito útil para qualquer número de aplicativos do mundo real. Um passo fundamental para essas aplicações será desvincular os robôs de uma fonte de energia com fio, que atualmente é exigida pela alta tensão de operação dos atuadores.

Os mini drones podem 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 se há rachaduras nas placas da turbina. Outras aplicações potenciais incluem a polinização artificial de plantações ou a realização de missões de busca e resgate após um desastre.

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