Engenheiros Constroem Robô Parecido com Lula para Exploração Subaquática

Engenheiros da Universidade da Califórnia-San Diego criaram um robô parecido com lula para exploração subaquática. O robô é sem fio e pode se propelir usando jatos de água. Ele também superou desafios elétricos, como ser capaz de carregar sensores, especificamente uma câmera.

Michael T. Tolley é um dos autores sênior da pesquisa e professor no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC San Diego.

“Basicamente, nós recriamos todas as características principais que as lulas usam para natação de alta velocidade”, disse Tolley. “Este é o primeiro robô sem fio que pode gerar pulsos de jato para locomoção rápida como a lula e pode alcançar esses pulsos de jato mudando sua forma corporal, o que melhora a eficiência da natação.”

A pesquisa foi publicada em Bioinspiração e Biomimética.

O Robô Lula

O robô inspirado em lula é composto por materiais macios, como polímero de acrílico, bem como partes mais rígidas, impressas em 3D e cortadas a laser. Robôs macios são mais seguros para peixes e corais quando se trata de exploração subaquática, pois robôs rígidos poderiam danificá-los. No entanto, há uma desvantagem. Robôs macios são geralmente mais lentos e menos eficientes na manobra.

A equipe de pesquisa era composta por robóticos e especialistas em simulação computacional. O grupo olhou para as lulas devido à sua capacidade de viajar a velocidades rápidas. Os cefalópodes alcançam essa velocidade por meio de um mecanismo de propulsão a jato.

Inspirados pelas lulas, a equipe projetou o robô para que ele possa absorver água em seu corpo e armazenar energia elástica em sua pele e costelas flexíveis. A energia é então liberada pelo robô comprimindo seu corpo, resultando em um jato de água que impulsiona o robô.

Quando não está se movendo, o robô tem a forma de uma lanterna de papel, e suas costelas são flexíveis e agem como molas. Cada extremidade do robô tem uma placa circular onde as costelas se conectam, com uma conectada a uma bocal que absorve e ejetar água. Para que a água seja ejetada, o corpo do robô deve se contrair. A placa restante é então usada para segurar sensores, como uma câmera à prova d’água.

https://www.youtube.com/watch?v=v-UMDnSB8k0

Testando o Robô

O robô lula foi testado no laboratório do Professor Geno Pawlak, localizado no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC San Diego. Após esses testes, ele foi enviado para os tanques do Aquário Birch da UC San Diego, na Instituição de Oceanografia Scripps.

O robô pôde ser direcionado ajustando a bocal, e a impermeabilização de componentes elétricos, como a bateria e a câmera, provou ser bem-sucedida. O dispositivo viajou a uma velocidade de cerca de 18 a 32 centímetros por segundo, o que é cerca de meio milha por hora. A velocidade é impressionante, sendo mais rápida do que a maioria dos robôs macios.

Caleb Christianson, um engenheiro sênior de dispositivos médicos da Dexcom, liderou o estudo entre o grupo de pesquisa.

“Depois que fomos capazes de otimizar o design do robô para que ele nadasse em um tanque no laboratório, foi especialmente emocionante ver que o robô foi capaz de nadar com sucesso em um grande aquário entre corais e peixes, demonstrando sua viabilidade para aplicações do mundo real”, disse Christianson.

Depois de testar vários modelos diferentes da bocal, a equipe finalmente encontrou um para aumentar a eficiência do robô, bem como fazer com que ele manobrasse e viajasse a velocidades mais rápidas. Um dos principais fatores contribuintes que levaram a essa descoberta foi a simulação da propulsão a jato, que foi liderada pelo Professor Qiang Zhu e sua equipe no Departamento de Engenharia Estrutural da UC San Diego.