Um robô inspirado em pombos resolveu o mistério de como os pássaros voam sem as nadadeiras verticais das quais dependem as aeronaves projetadas pelo homem. Seus fabricantes dizem que o protótipo poderá eventualmente levar a aeronaves de passageiros com menos arrasto, reduzindo o consumo de combustível.
As barbatanas traseiras, também conhecidas como estabilizadores verticais, permitem que a aeronave vire de um lado para o outro e ajudam a evitar mudanças de direção involuntárias. Alguns aviões militares, como o Northrop B-2 Spirit, são projetados sem barbatana caudal porque isso os torna menos visíveis ao radar. Em vez disso, eles usam abas que criam arrasto further em apenas um lado quando necessário, mas esta é uma solução ineficiente.
Os pássaros não têm barbatana vertical e também não parecem criar deliberadamente arrasto assimétrico. David Lentink da Universidade de Groningen, na Holanda, e colegas projetaram o PigeonBot II (foto abaixo) para investigar como as aves permanecem no controle sem esse estabilizador.
PigeonBot II, um robô projetado para imitar as técnicas de vôo dos pássaros
Eric Chang
O modelo anterior da equipe, construído em 2020voava batendo as asas e mudando sua forma como um pássaro, mas ainda tinha a cauda tradicional de uma aeronave. O design mais recente, que inclui 52 penas reais de pombo, foi atualizado para incluir uma cauda semelhante à de um pássaro – e os voos de teste foram bem-sucedidos.
Lentink diz que o segredo do sucesso do PigeonBot II está nos movimentos reflexivos da cauda programados nele, projetados para imitar aqueles que existem nas aves. Se você segurar um pombo e incliná-lo de um lado para o outro ou para trás e para frente, sua cauda reagirá automaticamente e se moverá de maneiras complexas, como se quisesse estabilizar o animal em vôo. Há muito que se pensa que esta é a chave para a estabilidade das aves, mas agora foi comprovada pela réplica robótica.
Os pesquisadores programaram um computador para controlar os nove servomotores do Pigeonbot II para dirigir a nave usando hélices em cada asa, mas também para girar e abanar automaticamente a cauda em resposta, para criar a estabilidade que normalmente viria de uma barbatana vertical. Lentink diz que esses movimentos reflexivos são tão complexos que nenhum humano poderia voar diretamente no Pigeonbot II. Em vez disso, o operador emite comandos de alto nível para um piloto automático, dizendo-lhe para virar à esquerda ou à direita, e um computador a bordo determina os sinais de controle apropriados.
Depois de muitos testes malsucedidos durante os quais os sistemas de controle foram refinados, ele finalmente conseguiu decolar, navegar e pousar com segurança.
“Agora sabemos a receita de como voar sem cauda vertical. Caudas verticais, mesmo para aeronaves de passageiros, são apenas um incômodo. Custa peso, o que significa consumo de combustível, mas também arrasto – é apenas arrasto desnecessário”, diz Lentink. “Se você apenas copiar nossa solução (para uma aeronave de grande porte) ela funcionará, com certeza. (Mas) se você quiser traduzir isso em algo que seja um pouco mais fácil de fabricar, então será necessária uma camada adicional de pesquisa.”
