Uma equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, desenvolveu com sucesso um novo microrobô inspirado em aves marinhas. O robô é capaz de voar no ar e mergulhar debaixo d'água usando o mesmo conjunto de asas, e não precisa depender de nenhum hardware mecânico adicional ao alternar entre os dois ambientes. Ele pode completar o salto cross-media do subaquático para o ar em menos de um segundo.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Science e vieram do laboratório do engenheiro mecânico do MIT, Raphael Zufferey. Na natureza, aves marinhas mergulhadoras, como os papagaios-do-mar, conseguem equilibrar perfeitamente voar e nadar, mesmo enfrentando o ar e a água, dois meios com propriedades físicas completamente diferentes. Zufire disse que, do ponto de vista da engenharia, projetar uma asa que pudesse operar eficientemente tanto no ar quanto na água parecia impensável no passado.
Este inovador robô anfíbio pesa apenas cerca de meio quilo (cerca de 0,23 kg) e tem uma envergadura de quase três pés (cerca de 0,9 metros). Para evitar adicionar complexidade mecânica desnecessária, a equipe de P&D fez subtrações ousadas no projeto. Primeiro, o robô abandona completamente as pernas. As aves marinhas na natureza muitas vezes dependem dos pés para empurrar a água e ajudar na decolagem, mas para os robôs, adicionar pernas significa desafios mecânicos mais complexos. A equipe decidiu, portanto, usar diretamente a energia gerada pelas asas para tirar o robô da água.
Em segundo lugar, também difere das aves marinhas reais no design das asas. Muitos pássaros mergulhadores dobram as asas durante o mergulho. Para evitar a introdução de mais articulações e motores, os pesquisadores resolveram esse problema tornando as asas mais flexíveis. As asas do robô são feitas de tecido de náilon translúcido e reforçadas com suportes de fibra de carbono. Esta combinação de materiais confere às asas resistência suficiente para se adaptarem à resistência do fluxo de ar e água. Ao voar no ar, suas asas podem bater continuamente de cinco a seis vezes por segundo; para sair da água, o robô aumentará instantaneamente a frequência de oscilação para cerca de dez vezes por segundo para gerar energia suficiente para quebrar a água.
Além das asas, a estrutura corporal do robô também é única. Sua estrutura central adota um design aberto, com componentes internos diretamente expostos. A equipe de pesquisa não selou todo o sistema, mas realizou tratamentos de impermeabilização individuais em cada componente. Zuffire explicou que este design permite que a água preencha todo o sistema, o que não apenas mantém o robô leve o suficiente para voar, mas também mantém a flutuabilidade neutra debaixo d'água para que não flutue cegamente na água ou afunde.
Durante os testes de campo no Lago Genebra, o robô demonstrou um desempenho impressionante. A gravação de vídeo mostra que houve apenas uma leve ondulação na superfície da água, e o robô saiu da água em menos de um segundo e voou diretamente para o ar.
Glenna Clifton, bióloga do movimento animal da Universidade de Portland, que não esteve envolvida no projeto, elogiou os resultados. Clifton acredita que este robô não é apenas uma notável conquista de engenharia, mas também uma valiosa ferramenta de pesquisa científica. Explica perfeitamente como a biologia inspira a robótica, e a robótica, por sua vez, ajuda os humanos a compreender melhor o mecanismo do movimento biológico.
Quanto às perspectivas de aplicação futura, a equipa de investigação afirmou que esta tecnologia tem um grande potencial em cenários reais. Um robô que possa voar para mares distantes, pousar e mergulhar na água para coletar dados seria extremamente útil para monitorar ambientes costeiros, como rastrear a proliferação de algas, observar a vida marinha ou estudar a evolução das costas.
Atualmente, espera-se que o robô voe quase quatro milhas (aproximadamente 6,4 quilômetros) com uma única carga, ou nade mais de uma milha (aproximadamente 1,6 quilômetros) debaixo d'água. Clifton destacou que ser capaz de manter um desempenho tão excelente levando em consideração dois ambientes extremos e alternar livremente entre os dois é, sem dúvida, um passo marcante no campo dos robôs cross-media marítimos e aéreos.
O projeto foi desenvolvido ao longo de aproximadamente dois anos. É relatado que a equipe está atualmente trabalhando em atualizações e melhorias. Espera-se que as versões futuras sejam equipadas com sensores mais profissionais para coleta de dados e otimizem ainda mais seus algoritmos de movimento.