Mosquitos em Marte, pássaros de metal voando como pombos e por aí vai. Os robôs estão copiando a natureza.
O mundo natural está em constante batalha consigo mesmo por comida e abrigo. Os perdedores morrem de fome ou são vítimas de predadores, enquanto os vencedores passam os genes que os ajudaram a prosperar. Por meio da seleção natural, muitas espécies desenvolvem maneiras poderosas de navegar em seu ambiente. Os engenheiros estão aprendendo lições da natureza para construir novos robôs.
Um caso atual
O Dr. Fangbao Tian e o Dr. Brendan Burns são biotecnologistas da University of New South Wales. Eles olham para o mundo natural para entender como os animais voam e nadam.
“A natureza pode nos ensinar a fazer robôs mais eficientes. Eles podem estar em brinquedos infantis, drones de entrega ou robôs em outros planetas”, diz Fangbao.
“Estamos olhando para a natureza e tentando alcançá-la. Não há muitos casos em que estamos nos saindo melhor”, diz Brendan.
Fangbao observa a estrutura das barbatanas dos peixes. Os peixes podem manobrar rapidamente na água para evitar predadores e obstáculos. Essas reações acontecem mais rápido do que um computador, e seus corpos evoluíram para usar menos energia para nadar.
A flutuabilidade dos peixes já é usada em planadores oceânicos. Isso permite que viajem semanas sem reabastecer.
Panfletos imperturbáveis
A dupla também estuda asas de insetos e pássaros.
“As asas variam. As asas de uma libélula são bastante rígidas, enquanto algo como uma abelha terá uma asa quase rígida com um motor de popa flexível”, diz Brendan.
A variação das asas permite que esses animais dominem estilos de vôo únicos. Fangbao e Brendan pesquisam quais asas se adaptam a diferentes trabalhos de robôs.
Por exemplo, asas de mosquito podem funcionar muito bem em Marte.
Mosquitos marcianos
Muitas asas de insetos dependem da criação de vórtices de ponta. Esses vórtices ocorrem quando uma asa se inclina contra a corrente de ar durante o vôo. Isso causa uma grande elevação, antes que a pressão sob a asa mude.
Esses vórtices causam acidentes mortais de aviões, mas os insetos encontraram uma maneira de usar os vórtices para voar incrivelmente bem. “Se você virar a asa para o outro lado, terá outro pulso de sustentação. Os insetos fazem isso 200-1000 vezes por segundo. Eles obtêm todos os benefícios do vórtice e nenhuma das desvantagens”, diz Brendan.
As formas humanas de vôo dependem de grandes quantidades de pressão do ar, mas em Marte a atmosfera é rarefeita, tornando esse vôo difícil. O vôo dos insetos é muito pequeno para depender apenas da pressão do ar, o que o torna perfeito para Marte. Os engenheiros também procuram drones alados para a Terra.
Simulação de supercomputador
Para entender como peixes, pássaros e insetos se movem no ar e na água, Fangbao e Brendan fazem gravações e, em seguida, criam simulações usando poderosos supercomputadores no Pawsey Supercomputing Center da WA.
“Poderíamos fazer isso por meio de experimentação, mas há ética envolvida nisso. Seria necessário fazer coisas como desligar partes do cérebro do peixe ou cortar partes da asa de um inseto”, diz Brendan.
“Em vez disso, estamos usando inteligência artificial para observar como os peixes reagem ao ambiente. Podemos controlar o ambiente simulado para saber o que os peixes veem ou sentem, portanto sabemos o que é importante”, diz Fangbao.
Ainda é o início da era da biomimética, e os pesquisadores têm um longo caminho a percorrer antes que os robôs possam copiar totalmente a natureza.
Mas um dia, pudemos ver mosquitos de alumínio baterem suas asas em Marte, enquanto hoverflies de plástico entregam nossas refeições e mergulhadores nadam ao lado de peixes robóticos.
O futuro da robótica pode se tornar um espelho de metal da natureza.
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