Robô Inspirado em Sementes voa 26 Minutos com uma Asa
Créditos da imagem: inovação tecnológica
As sámaras — as sementes aladas dos bordos — giram graciosamente em direção ao solo, com suas asas finas, semelhantes a membranas, criando uma aerodinâmica que desacelera a descida e permite que o vento as leve para longe da árvore-mãe.
Na Universidade de Design e Tecnologia de Singapura, Cai Xinyu e seus colegas passaram anos replicando esse mecanismo natural, desenvolvendo um robô biomimético que aproveita ainda mais a dinâmica de voo das sámaras.
Voo Recorde de 26 Minutos para Monocóptero Inspirado em Sementes
Sua mais recente descoberta estabeleceu um novo marco: um monocóptero de 32 gramas que paira em piloto automático por 26 minutos, o voo mais longo já alcançado por um drone biomimético — seu único limite é a duração da bateria.
“A eficiência de voo cai drasticamente em pequenas escalas. Drones em miniatura sofrem com baixa propulsão, apesar do baixo arrasto, mas ainda assim consomem energia significativa. Nosso objetivo era superar isso”, explicou o líder da equipe, Professor Foong Shaohui.
Felizmente, a natureza já havia fornecido a solução. A equipe levou uma década para reproduzir o design intrincado da sâmara. “Cada componente de uma semente de bordo desempenha um papel na geração de sustentação. Abraçamos essa ideia e projetamos uma fuselagem onde cada elemento serve a um propósito”, disse Shaohui.
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O design aprimorado da asa foi alcançado com o auxílio da inteligência artificial, que avaliou inúmeras estratégias de otimização, permitindo à equipe explorar uma vasta gama de configurações sem a necessidade de construir e testar fisicamente cada uma delas.
Design com um único atuador transforma todo o corpo em uma asa rotativa
Ao contrário dos quadricópteros convencionais que gerenciam múltiplos rotores, o monocóptero opera com um único atuador. Este motor aciona todo o corpo em forma de asa da aeronave, girando-o para manter a estabilidade por meio de dinâmica passiva, enquanto gera sustentação por meio de um grande aerofólio.
Sem juntas móveis, caixas de engrenagens ou articulações complexas, a estrutura permanece simples, porém altamente eficiente. Ele paira a 9,1 gramas por watt, superando outros microveículos aéreos de tamanho e massa semelhantes.
Drone Pequeno Iguala a Resistência de Aeronaves Maiores
“Esta é uma conquista histórica”, disse Xinyu. “Com aerodinâmica e design de sistema otimizados, mostramos que um pequeno robô voador pode igualar a resistência de máquinas muito maiores — provando que o tamanho não precisa ser uma limitação.”
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O protótipo foi montado com componentes prontos para uso, mas a equipe agora pretende criar peças personalizadas para elevar ainda mais o desempenho do monocóptero.
“Nosso próximo objetivo é aumentar a capacidade de carga útil e prolongar a duração do voo sem adicionar muito peso”, explicou Xinyu. “Também planejamos experimentar materiais avançados e formatos de asas inspirados na natureza.”
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