Robôs inspirados em pássaros batem asas e podem caçar drones

Pesquisadores das Universidades de Sevilha, na Espanha, Oxford, na Inglaterra, e EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), na Suíça, trabalham no desenvolvimento de robôs inspirados em pássaros. A ideia é usar os androides que batem asas em situações de emergência ou para caçar drones que representam uma ameaça à população.

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O professor Anibal Ollero, da Universidade de Sevilha, é o responsável pelo projeto GRIFFIN que desenvolve protótipos de pássaros robôs ultraleves e autônomos. O objetivo é criar drones capazes de economizar energia para aumentar o tempo de voo, empoleirar-se em superfícies curvas, como postes ou cabos e realizar tarefas com membros móveis e bicos artificiais.

"Os pássaros têm um corpo muito complexo e exibem comportamentos complicados. O que estamos usando é a inspiração nas aves para extrair recursos relevantes para nossos ornitópteros robóticos, as aeronaves não tripuladas que voam batendo as asas", explica Ollero.

Para aumentar a eficiência e a autonomia de voo, os pesquisadores pretendem usar o vento e as correntes de ar em conjunto com o movimento das asas. Isso também ajuda a reduzir o ruído e melhora a segurança, principalmente em situações de resgate em que o uso de hélices pode ser perigoso.

“Isso significa que eles podem ser usados, por exemplo, para pousar perto de pessoas feridas para fazer medições biométricas ou colocar uma máscara nelas em um ambiente perigoso. As hélices não são boas para essa interação e elas podem machucar as pessoas", completa o professor.

Design complicado

Um dos principais desafios para criar um pássaro-robô está no desenvolvimento de peças bioinspiradas, capazes de realizar movimentos parecidos com os de uma ave de verdade. Garras robóticas precisam ser precisas para garantir pousos suaves, e ao mesmo tempo fortes, para segurar objetos em pleno voo.

A capacidade de alternar entre flutuar e planar também requer um design de aerodinâmica robusto e confiável, além de sensores que possam detectar a direção do vento para aproveitar melhor as correntes de ar, reduzindo o batimento das asas.

Outra barreira a ser vencida pelos pesquisadores é a navegação visual por meio de câmeras a bordo, que permitam uma orientação espacial mais eficiente para os pássaros robôs. Um grupo liderado pelo professor Graham Taylor, da Universidade de Oxford, trabalha no desenvolvimento do projeto HawkEye.

Eles utilizam câmeras e sensores miniaturizados não invasivos acoplados a aves reais para medir os movimentos da cabeça, dos olhos e do corpo dos pássaros. As imagens captadas por essas câmeras permitem a construção em 3D do que os pássaros enxergam durante o voo, como manobras para desviar de obstáculos ou as estratégias para caçar uma presa.

Esses modelos são fundamentais para criar sistemas de navegação mais complexos e também para ajudar na interceptação de drones hostis no futuro. Além disso, os pesquisadores trabalham no desenvolvimento de algoritmos sobre o comportamento dos pássaros, que podem ser ajustados para situações diferentes.

“Os algoritmos também podem ajudar a entender como os pássaros evoluíram para lidar com diferentes tarefas e auxiliar no projeto de estruturas como edifícios e turbinas eólicas com pistas especialmente desenvolvidas, para evitar que as aves colidam com esses obstáculos”, diz o professor Taylor.

Espécies diferentes

Na Universidade EPFL, na Suíça, o estudante de robótica Enrico Ajanic trabalha na criação de drones inspirados em aves de rapina com penas artificiais. Além dos pássaros mais rápidos, acostumados a caçar, ele também estuda o comportamento de pombos para aplicar no desenvolvimento de androides alados.

“Há muitas lições que podemos aprender com os pássaros. Eles são pilotos altamente qualificados que podem negociar muitos regimes de voo diferentes — voo rápido, crescente, ágil e lento, para citar apenas alguns", explica Enrico.

Com o estudo dos pombos, a ideia é extrair um modelo de navegação baseado na capacidade do pássaro de voar com segurança entre os prédios das grandes cidades e viajar por longas distâncias sem perder o senso de orientação, otimizando o uso das asas para economizar energia.

“Esses futuros drones terão um papel importante no auxílio à humanidade em missões de busca e resgate. Para completar com sucesso essas missões, eles terão que navegar de forma autônoma em ambientes complexos. Os desafios que esses drones devem superar são muito semelhantes aos desafios que as aves enfrentam todos os dias”, completa o diretor do Laboratório de Ciências Inteligentes da EPFL, Dario Floreano.

Fonte: Horizon