Pesquisadores do Reino Unido desenvolveram pequenos robôs que podem voar, flutuar e dirigir usando ondas de som em vez de motores elétricos convencionais. Os robôs são sempre conhecidos pelo uso de sistemas pneumáticos e eletrônicos, mas uma equipe de pesquisadores recentemente desafiou esta noção com o desenvolvimento de um robô voador que usa o som como sua fonte de energia. Uma equipe de pesquisadores do Reino Unido desenvolveu pequenos robôs que podem voar, flutuar e dirigir usando ondas sonoras em vez de motores convencionais. A tecnologia é baseada em um fenômeno físico conhecido como ressonância Helmholtz, que foi estudado pela primeira vez pelo médico e físico alemão Hermann von Helmholtz em 1856. Simplesmente, quando o ar dentro de uma cavidade oca ressoa na mesma frequência que uma onda sonora entrante, ele pode produzir um jato de ar através de uma abertura na cavidade. Ao aumentar a pressão dentro do ressonador, este jato de ar pode se tornar poderoso o suficiente para gerar movimento mecânico. Enquanto o Helmholtz demonstrava o princípio básico há mais de um século, seu equipamento era muito grande para ser útil para a robótica miniatura. No entanto, técnicas modernas de fabricação tornaram possível criar ressonadores extremamente pequenos com formas controladas com precisão. Na verdade, como os ressonadores são reduzidos, sua frequência operacional aumenta até que ele entra no alcance ultrassônico. Isto é particularmente útil porque o som ultrassônico pode ser focado precisamente sem exigir sons sonoros perigosamente alto. Para criar os ressonadores minúsculos, os pesquisadores usaram uma técnica conhecida como dois-fotões 3 D impressão. Isto permitiu que eles fabricassem estruturas ocas com geometrias extremamente precisas, que poderiam então ser testadas experimentalmente e comparadas com simulações de computador. A equipe demonstrou a tecnologia usando barcos que medem ao redor 5 Centometros de comprimento.

Cada barco contém múltiplos ressonadores sintonizados a diferentes frequências e direções, permitindo que os pesquisadores controlem seu movimento alterando o passo de um alto- falante externo. Mas os pesquisadores foram ainda menores. A equipe também criou microfliers que medem tão pouco quanto 1 milímetro de diâmetro. Alguns desses dispositivos geram elevação produzindo impulso de ar para baixo, enquanto outros usam lâminas de som que giram de forma semelhante aos rotores de helicópteros em miniatura. Uma das maiores vantagens da abordagem é a falta de um motor convencional. Os motores tradicionais tornam- se cada vez mais difíceis de miniaturizar porque requerem componentes, incluindo ímãs, bobinas e estruturas mecânicas. À medida que esses componentes se encolhem, a manutenção de força magnética suficiente e estabilidade mecânica torna- se cada vez mais difícil. Os ressonadores, por outro lado, são principalmente estruturas ocas. Isto significa que seu tamanho pode ser potencialmente reduzido muito além do que seria prático para um motor convencional. Os pesquisadores acreditam que isso poderia eventualmente permitir que o som fosse usado não só para propulsar pequenos robôs, mas também para manipular objetos sem contato físico. Os aplicativos potenciais incluem o controle de estruturas flexíveis e a interação com dispositivos biomédicos. No entanto, ainda há muito trabalho a fazer antes que esses sistemas se tornem práticos, especialmente quando se trata de controlar, navegar e criar projetos robóticos úteis. O que os pesquisadores criaram aqui é nada menos que engenhoso, e é um uso incrivelmente inteligente de princípios físicos envolvendo som.

A parte mais interessante é que o som pode agir de forma eficaz como fonte de energia e sinal de controle. Em vez de exigir um motor, bateria e sistema mecânico complexo, o robô pode responder a ondas de som cuidadosamente controladas para gerar movimento. Mas há um problema óbvio. Um ressonador pequeno pode ser capaz de voar, mas sem sensores, computação ou controles de motor convencionais, há muito pouco que ele possa realmente fazer. Um robô que pode se mover, mas não pode determinar onde está ou o que está ao seu redor, não é particularmente útil fora de um ambiente controlado. No entanto, se a eletrônica poderia eventualmente ser integrada nesses sistemas, então as coisas se tornam muito mais interessantes. Tais robôs poderiam potencialmente usar som para propulsão enquanto eletrônicos fornecem sensoriamento e computação. Isto pode criar uma família inteiramente nova de dispositivos robóticos extremamente pequenos capazes de operar em ambientes onde sistemas de propulsão ou comunicação convencionais são difíceis de usar. Cavernas, espaços fechados e áreas com interferência eletromagnética significativa poderiam todos se beneficiar desta abordagem. Em vez de depender inteiramente de sistemas eletromagnéticos, o robô poderia usar som para receber comandos e gerar movimento. Tubos longos e corredores estreitos podem ser aplicações particularmente interessantes. O som pode se propagar através desses ambientes com relativa facilidade, o que significa que um sistema externo pode potencialmente controlar um pequeno robô, usando também o mesmo ambiente acústico para determinar o que está à frente. Isto poderia eventualmente permitir que pequenos robôs explorassem espaços que são difíceis ou perigosos para os humanos, mantendo o sistema robótico incrivelmente pequeno.

Ainda há muitos problemas que precisam ser resolvidos, mas a ideia básica é notávelmente inteligente. Normalmente pensamos no som como algo que transporta informações, mas esta pesquisa demonstra que ele também pode ser usado para gerar movimento físico. E como os engenheiros continuam a pressionar os limites da robótica miniatura, o som pode se tornar outra ferramenta para mover máquinas onde os motores convencionais simplesmente não podem ir. Robin Mitchell é um engenheiro eletrônico que tem estado envolvido em eletrônica desde a idade de 13. Após completar um BEng na Universidade de Warwick, Robin se mudou para o campo da criação de conteúdo online, desenvolvendo artigos, peças de notícias e projetos dirigidos tanto aos profissionais como aos fabricantes. Atualmente, Robin gere um pequeno negócio de eletrônica, MitchElectronics, que produz kits e recursos educativos. Verifique a sua caixa de entrada para obter todas as últimas de Electropages. Você quer um podcast? Por que não verificar as páginas ‘Hub.' Receba as últimas notícias, produtos destacados e blogs diretamente para sua caixa de entrada. Mantemos seus dados protegidos em todo momento. Cancelar a inscrição a qualquer momento.