Pesquisadores desenvolvem robô-pássaro capaz de voar e navegar sob a água

Engenheiros do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) e da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) desenvolveram um robô-pássaro capaz de transitar entre a navegação subaquática e o voo. O dispositivo, detalhado em estudo na revista Science, mimetiza a locomoção de aves mergulhadoras, como petreles, gaivotas e pardais-marinhos, com o objetivo de viabilizar drones autônomos operacionais em ambientes aéreos e aquáticos.

Design e biomecânica

O protótipo, denominado veículo aéreo-aquático com asas batedoras, possui peso inferior a 300 gramas. Sua estrutura é composta por um corpo central, cauda orientável e duas asas flexíveis. Para a concepção do projeto, a equipe analisou a biomecânica de aves mergulhadoras, observando que espécies menores alternam a frequência do bater de asas entre 10 vezes por segundo no ar e quatro vezes por segundo na água.

Com base nesses dados, os pesquisadores implementaram um sistema elétrico que adapta a frequência e a inclinação da cauda conforme o meio. O mecanismo interno conta com:

• Motor elétrico à prova d'água conectado a um virabrequim para acionar as asas.
• Bateria integrada ao corpo do robô.
• Membranas finas nas asas, revestidas com nanopartículas hidrofóbicas para repelir a água.
• Cauda motorizada para controle de trajetória, mergulho e ascensão.

Superação de barreiras físicas

O maior desafio técnico residia na diferença de densidade entre os meios, já que a água é aproximadamente 1.000 vezes mais densa que o ar. A solução encontrada foi a utilização de uma estrutura flexível, que reduz a amplitude do movimento das asas sob a água, mas mantém a rigidez necessária para a sustentação no voo.

Durante a fase de testes, foram utilizados três tamanhos de asas (60, 80 e 100 cm). As de tamanho médio apresentaram o melhor equilíbrio entre resistência e flexibilidade. Com essa configuração, o robô atingiu velocidades de quase 1 m/s sob a água e cerca de 6 m/s no ar, mantendo uma frequência de aproximadamente cinco aleteios por segundo em ambos os cenários.

Operação e transição de meio

Testado inicialmente em tanque e posteriormente no Lago Lemán, na Suíça, o dispositivo demonstrou capacidade de nadar até a superfície e decolar sem auxílio de propulsão externa. Para a transição da água para o ar, o robô adota uma inclinação de 70 graus, ângulo que evita o contato das pontas das asas com a superfície enquanto gera o empuxo para a decolagem. Diferente de diversas aves reais, o mecanismo dispensa o uso de pernas para o impulso inicial.

Aplicações e evoluções

O projeto visa atender demandas de biólogos marinhos, oceanógrafos e comunidades costeiras, permitindo que o robô seja lançado de barcos ou da costa para voar até portos, icebergs ou grupos de cetáceos, mergulhando para a coleta de amostras e dados.

As próximas etapas de desenvolvimento incluem a criação de asas capazes de girar para ampliar a manobrabilidade, além de testes de resistência em condições de vento, ondas e águas turbulentas.