Mania de besouros: como os insetos estão inspirando a próxima geração de robôs aviadores

O besouro rinoceronte acaba sendo uma fonte improvável de inspiração de engenharia para pequenos robôs voadores que podem dobrar suas asas quando em repouso ou após uma colisão.

Os insetos desdobram e retraem suas asas posteriores em um processo passivo que não requer atividade muscular, fornecendo um quebra-cabeça para os pesquisadores. Enquanto suas asas anteriores endurecidas – chamadas élitros – são ativamente movidas por seus próprios músculos, pouco se sabia sobre como o inseto desdobra e retrai suas delicadas asas posteriores membranosas. Pesquisadores propuseram que os músculos conduzem seu movimento, mas pouca evidência experimental foi encontrada para apoiar a ideia.

Os besouros oferecem um dos mecanismos de asas mais complexos entre os insetos voadores. Por exemplo, os besouros rinocerontes abrem suas asas liberando os élitros simultaneamente com uma liberação parcial das asas posteriores em suas bases. Conforme a criatura começa a bater as asas, suas bases de asas posteriores sobem e se desdobram como origami.

Ao analisar um filme de alta velocidade de um besouro rinoceronte batendo asas e construir um robô voador semelhante, Hoang-Vu Phan, pesquisador de pós-doutorado na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), na Suíça, decidiu esclarecer como o besouro rinoceronte impulsiona o processo.

Em um artigo publicado na Nature hojeos autores disseram que demonstraram que os besouros rinocerontes podem desdobrar suas asas posteriores sem esforço, sem atividade muscular. “Mostramos que abrir os élitros desencadeia uma liberação parcial das asas posteriores do corpo, semelhante a uma mola, permitindo a folga necessária para o movimento de bater as asas posteriores subsequente que as coloca na posição de voo”, disseram.

O estudo também mostra que, após o término do voo, o besouro pode usar suas asas dianteiras para empurrar as asas traseiras de volta à posição de repouso, o que fornece mais evidências de seu movimento passivo.

“Nós validamos a hipótese usando um microrrobô que abria passivamente suas asas para um voo estável e controlado e as retraía cuidadosamente ao pousar, demonstrando uma abordagem simples, porém eficaz, para o design de micromáquinas voadoras semelhantes a insetos”, disse o estudo.

Ao usar os mesmos princípios de implantação-retração passiva em um robô de asas batendo, a equipe mostrou que poderia implantar suas asas para decolagem, realizar pairar estável e retrair rapidamente as asas contra o corpo ao pousar ou em caso de colisões durante o voo, sem a necessidade de atuadores adicionais.

“Nossas descobertas não apenas contribuem para a compreensão das estratégias de locomoção em insetos, mas também têm implicações para robôs de asas batendo, particularmente aqueles em pequenas escalas com pesos de decolagem limitados, permitindo que eles abram e retraiam suas asas de forma semelhante a seus equivalentes biológicos”, disse o artigo.

Os pesquisadores não são a única equipe a se inspirar no mundo dos insetos para o design de robôs. Outros exemplos notáveis ​​incluem um movido a energia solar, barata ciborgue controlada remotamente, baratas robôs indestrutíveise gafanhotos robôs gigantes. ®