Peixes, gaivotas, papagaios-do-mar e petréis estão entre outros nas proximidades 100 espécies de pássaros que podem voar e mergulhar. Eles mergulham na água para perseguir suas presas debaixo d’água e, em pouco tempo, disparam para escapar.

Inspirados por estes aviadores anfíbios, os engenheiros da É e sobre EPFL de Lausanne (Suíça) criaram um robô que nada debaixo d’água e emerge da água para continuar voando no ar, como um pássaro mergulhador. O trabalho foi publicado esta semana na revista Ciência.

O dispositivo, chamado “Carro ar-água de asa oscilante” (FAAV)pesa menos de 300 gramas e foi projetado para estudar como as aves funcionam em dois ambientes muito diferentes.

Um corpo de água e ar

O robô lembra um pássaro: fuselagem central, duas asas curvas e cauda flexível. As asas e a cauda podem ser substituídas por outras cores para testar o layout.

O principal problema é físico. A água é 1.000 vezes mais densa que o arportanto, progredir através de um ou de outro requer um mecanismo muito diferente. A solução, porém, já existia na natureza.

“Algumas mudanças precisam ser feitas para que essa mudança funcione, mas existe uma solução natural”, afirma. Rafael Zuffereyprofessor de arquitetura do MIT e autor principal do estudo. Aves como os papagaios-do-mar voam muito rápido e saltam a uma velocidade de três metros por segundo, lembra o pesquisador.

A chave é a flexibilidade

Para reproduzir esta qualidade, agrupe ele coletou informações sobre papagaios-do-mar, petréis, martins-pescadores e outras aves mergulhadoras. Eles descobriram que pequenos pássaros batem as asas cerca de dez vezes por segundo no ar e cerca de quatro vezes por segundo debaixo d’água.

É uma referência biológica que eles fizeram e testaram três asas: pequeno (60 cm), médio (80) e grande (100). Os testes foram realizados primeiro em um tanque de água e depois no Lago Genebra, na Suíça.

Os resultados foram claros: O robô voou, nadou e se moveu de uma área para outra de forma confiável com as asas centrais. A flexibilidade foi determinada, pois as asas devem ceder o suficiente para reduzir a amplitude do ventilador na água e, ao mesmo tempo, permanecer fortes para continuar a escapar no ar.

Cerca de 1 metro por segundo na água

As figuras são acompanhadas por pássaros reais. O robô nadou para longe cerca de um metro por segundo batendo as asas cerca de cinco vezes por segundo e voando 6 metros por segundo e frequências agudas correspondentes.

Com apenas uma bateria, o protótipo pode funcionar 6 quilômetros para voar ó 2 quilômetros para nadar horizontalmente. Na verdade, os investigadores calculam que uma distância superior a 15,5 metros é melhor para sair da água, voar e saltar novamente do que percorrer um caminho submerso.

Para saltar da água para o ar, a equipe determinou que o robô teria que se inclinar 70 grausum lado inclinado que evita que as pontas das asas toquem a superfície durante o abanamento. Com muita inclinação, o dispositivo pode cair para trás na água.

Remova as pernas

A descoberta mais interessante veio da análise de como ele sai da água. Uma combinação de tamanho de asa, rajadas curtas e ângulo de cauda permitiu ao robô nadar, impulsionar-se em terra e voar. sem algo que a maioria dos pássaros saltadores precisa: pernas.

Quando pássaros como papagaios-do-mar ou patos decolam da água, eles remam com as pernas enquanto batem as asas e trocam de cauda. Os engenheiros perceberam que, especialmente na robótica, voar na água não é sobre aquele chute.

“Se você olhar para os pássaros, muitos exigem remo de superfície decolar. A questão era: precisamos do mesmo para os robôs? E não foi”, resume Zufferey.

Um drone marítimo

Além de lançar luz sobre a evolução dos animais espaciais marinhos, o design abre as portas para uma nova classe de veículos oceanografia e gestão da vida marinha. Os autores pensam que os robôs alados podem viajar para áreas perigosas para navios normais.

“Essa é a nossa visão dos sonhos marinheiros, biólogos marinhos e comunidades costeiras implantam este robô a partir de um barco ou de terra», explica Zufferey. O dispositivo voa para locais interessantes – sobre gelo, portos ou recifes de baleias – mergulha para testar e retorna os dados por uma fração do custo dos métodos tradicionais.

Aguardando ansiosamente, equipe está trabalhando no desenvolvimento de asas para girar e abanar e planeja tornar o robô capaz de desafiar condições de água e vento. antes de usá-lo para responder a questões de ciências marinhas. “Um dos maiores desafios é recolher dados com frequência e em muitos locais, e isso é algo que este robô consegue fazer”, conclui o investigador. Este trabalho foi apoiado por uma bolsa Marie Skłodowska-Curie.