Veículos aéreos não tripulados (UAVs), comumente conhecidos como drones, já provaram ser altamente promissores para lidar com vários problemas do mundo real, por exemplo, permitindo que os usuários tirem imagens aéreas, monitorem ambientes remotos ou naturais, entreguem encomendas ou ajudem agentes durante a busca e missões de resgate e operações militares. Embora esses sistemas já estejam sendo usados por muitas empresas e indivíduos em todo o mundo, eles podem ter limitações significativas, como alto consumo de energia e tempos de operação limitados.
Nos últimos anos, os roboticistas têm explorado o potencial de designs alternativos de robôs voadores, alguns dos quais inspirados em pássaros, morcegos, insetos ou outros animais. Alguns dos mais promissores entre esses projetos são os chamados robôs batedores de asas que batem, que reproduzem os movimentos das asas de um pássaro para facilitar seu vôo.
Pesquisadores do Laboratório de Robótica GRVC da Universidade de Sevilha realizaram recentemente um estudo explorando as possíveis vantagens dos robôs batedores de asas que batem, principalmente em termos de consumo de energia. Seu artigo, publicado no servidor de pré-impressão arXiv, examina o potencial de economia de energia associado aos projetos de robôs batedores de asas em um ambiente experimental, avaliando o desempenho de componentes individuais que sustentam seu funcionamento.
“Uma das motivações para explorar os sistemas robóticos aéreos batedores de asas é buscar a redução de energia, mantendo a capacidade de manobra, em comparação com os sistemas aéreos não tripulados convencionais”, escreveram Raul Tapia, Alvaro Cesar Satue e seus colegas em seu artigo. “Um Flapping Wing Flying Robot (FWFR) pode planar em condições de vento favoráveis, diminuindo significativamente o consumo de energia. Neste trabalho, dois conjuntos de componentes do FWFR são analisados em termos de consumo de energia: a) componentes motores/eletrônicos e b) uma visão sistema de monitoramento do ambiente durante o voo.”
Em seus experimentos, Tapia, Satue e seus colegas avaliaram especificamente o desempenho de um robô batedor de asa desenvolvido por seu laboratório, chamado E-flap. Este robô, apresentado há dois anos, pesa cerca de 500g e pode voar de forma autónoma em espaços interiores e exteriores, batendo as asas, como um pássaro.
Os pesquisadores realizaram uma série de testes para avaliar o consumo de energia dos componentes individuais usados para construir o primeiro protótipo do robô, que inclui bateria, motor, servomotores, eletrônica, asas artificiais, cauda e sistema de conectividade. O consumo de energia desses componentes foi avaliado durante as três diferentes fases do voo do robô – durante o lançamento, a ascensão e o cruzeiro (isto é, voando na altitude desejada).
Eles descobriram que durante o lançamento e a ascensão, o consumo de energia do robô foi de 52,9%, enquanto durante o cruzeiro foi de 47,1%. Eles também mostraram que, entre os diferentes sensores que permitiriam ao robô sentir o ambiente, as câmeras de eventos eram as mais eficientes em termos de energia. Os resultados deste estudo podem orientar o desenvolvimento futuro de robôs batedores de asas, destacando os componentes que melhoram sua eficiência energética, prolongando seu tempo de voo.
“Um dispositivo de medição é usado para registrar a utilização de energia dos motores nas fases de lançamento e ascensão do voo e também em voo de cruzeiro em torno da altura desejada”, escreveram Tapia, Satue e seus colegas em seu artigo. “Além disso, foi realizada uma análise de câmeras de eventos e sistemas de visão estéreo em termos de consumo de energia. Os resultados fornecem um primeiro passo para diminuir o uso da bateria e, consequentemente, proporcionar tempo de voo adicional.”
Publicado em 01/07/2023 11h00
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