Cientistas querem criar robôs mais eficientes inspirados em cobras voadoras

Engenheiros da Universidade da Virgínia, nos Estados Unidos, estão desenvolvendo robôs com designs inspirados em cobras voadoras. A ideia é aproveitar o mecanismo de sustentação desses animais para fabricar aeronaves não tripuladas mais eficientes.

• Robô macio inspirado em arraia se torna o bot nadador mais rápido do mundo
• Como o voo dos pássaros pode ajudar a melhorar os drones

Segundo os pesquisadores, esse mecanismo natural das cobras voadoras produz movimentos de ondulação ou expansão de um lado para o outro, enquanto elas descem do topo das árvores até o chão. Essa característica permite que elas “deslizem” por distâncias de até 25 metros.

“A ondulação horizontal da cobra cria uma série de grandes estruturas de vórtice. A formação e o desenvolvimento dessas bases na superfície dorsal ou posterior do corpo da cobra desempenham um papel importante na produção de toda a sustentação do animal no ar”, explica o engenheiro Haibo Dong, autor principal do estudo.

Inspiração na natureza

Para entender como as ondulações fornecem sustentação, os pesquisadores desenvolveram um modelo computacional derivado de dados obtidos por meio de vídeos de alta velocidade de cobras voadoras. Um componente chave deste modelo é a forma transversal do corpo da cobra, que se assemelha a um frisbee alongado.

A forma dessa seção transversal é essencial para entender como as cobras podem planar de maneira natural. Em um frisbee, por exemplo, o disco giratório cria maior pressão de ar na parte de baixo e uma sucção mais forte em sua parte superior, levantando a estrutura do disco.

“Para ajudar a criar o mesmo tipo de diferencial de pressão em todo o corpo, a cobra ondula de um lado para o outro, produzindo uma região de baixa pressão acima das costas e um local de alta pressão abaixo da barriga. Isso levanta a cobra e permite que ela deslize pelo ar”, acrescenta Dong.

Robôs voadores

Em seu ambiente natural, as cobras voadoras normalmente ondulam numa frequência que alterna entre uma a duas vezes por segundo. Após alguns testes em laboratório, os pesquisadores descobriram que uma ondulação mais rápida diminui esse desempenho aerodinâmico.

Para desenvolver os futuros robôs voadores, eles ainda precisam encontrar uma forma de evitar que o aumento dessa frequência das ondulações leve a uma instabilidade na estrutura do vórtice, fazendo com que todo o sistema gire desordenadamente.

“Esperamos que essas descobertas ajudem os designers a projetar robôs capazes de voar de forma mais eficaz, emulando algo tão natural para as cobras voadoras e outros animais que aproveitam a aerodinâmica de seus corpos para planar por longas distâncias”, encerra Haibo Dong.

Fonte: Interesting Engineering