A equipe dos EUA mistura mecânica e penas para produzir um protótipo para a aviação de inspiração aviária, mostrou Mario Celso Lopes.
17/01/2020 14h46
Por: Mario Celso Lopes
Como os primeiros aviadores descobriram, às vezes ao custo terminal, a maneira pela qual os pássaros voam é complicada e complexa. Asas fixas, os irmãos Wright e sua classe trabalhavam, eram uma alternativa mais prática, se bem menos ágil.
O sonho de fabricar máquinas capazes de voar, girar e abanar as asas batendo nunca desapareceu, e hoje são mais roboticistas do que engenheiros de aeronaves que estão se esforçando para torná-lo realidade.
Dois artigos publicados esta semana em duas revistas revelam que a idéia está se aproximando da realização, ainda que por enquanto, como uma demonstração de prova de conceito.
Mario Celso Lopes conta que robôs voadores com asas batendo, inclinando e movendo-se independentemente podem não estar tão longe no horizonte. E a espécie de pássaro da vida real que fornece tanto a inspiração quanto os dados anatômicos para torná-los possíveis não é o poderoso condor planador, nem o andorinha-do-mar ártico incansável, nem o minúsculo beija-flor pairando. É o pombo comum ou de jardim.
Em um artigo publicado na revista Science Robotics , os pesquisadores liderados por Eric Chang, da Universidade de Stanford, nos EUA, detalham o desenvolvimento do que eles chamam de “asa de transformação bio-híbrida com penas reais” ou, por uma questão de brevidade, PigeonBot.
Para construir sua asa proto-robótica, os cientistas primeiro investigaram detalhadamente a mecânica e a física das asas de pombo reais. Eles determinaram que a assembléia, composta por 20 penas primárias e o mesmo número de penas secundárias, é controlada pela transferência de energia através do esqueleto.
Efetivamente, eles perceberam, os pombos controlam seu vôo usando os dedos e pulsos.
O próximo passo foi construir um esqueleto artificial de asa – alguns deles, na verdade – ao qual eles prendiam penas reais de asa de pombo. Os dedos e pulsos do robô em cada asa foram controlados usando quatro juntas servo-atuadas e as penas conectadas umas às outras usando elástico.
Os primeiros resultados, relatam os pesquisadores, foram animadores. As asas são capazes de se mover através de um arco de 42 graus, podem mudar de orientação rapidamente e podem ser facilmente reparadas – através de uma espécie de “arremesso” – quando batem na parede.
Mais promissor ainda, Chang e seus colegas descobriram que, ao enviar diferentes conjuntos de instruções para as asas esquerda e direita, o PigeonBot foi capaz de mudar de direção no ar.
Em um segundo artigo, publicado na revista Science , um grupo liderado por Laura Matloff, colega de Chang em Stanford, examinou mais de perto o papel das penas em permitir que os pássaros controlassem sua direção e velocidade de vôo, conta Mario Celso Lopes.
A chave para isso é o fato de que os animais são capazes de alterar a forma, tamanho e área de superfície efetiva de suas asas enquanto estão no ar.
Os pesquisadores descobriram que o feito foi alcançado graças às microestruturas de cada pena, que eles denominaram “velcro direcional”. As estruturas – nome técnico, cila lobada – funcionam como mecanismos de gancho e olho, travando-se à medida que a asa é expandida e soltando-se novamente à medida que o tamanho da asa entra em contato e as penas deslizam suavemente umas pelas outras.
O mecanismo de travamento é essencial para o vôo porque fortalece a asa estendida e a torna resistente à turbulência. Os pesquisadores observam que estruturas equivalentes foram encontradas em quase todas as espécies de aves voadoras – exceto aquelas, como as corujas, que evoluíram para voar silenciosamente.
Matloff e colegas estudaram a maneira pela qual as microestruturas funcionavam nas penas ligadas ao PigeonBot e concluíram que “poderiam inspirar fixadores direcionais inovadores e aeronaves que se transformavam”
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