Pombo robótico revela como os pássaros voam sem barbatanas verticais na cauda

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, o que reduziria o consumo de combustível.

As barbatanas traseiras, também conhecidas como estabilizadores verticais, permitem que a aeronave role de um lado para o outro e ajudam a evitar mudanças involuntárias de direção. Alguns aviões militares, como o Northrop B-2 Spirit, são projetados sem barbatanas traseiras porque isso os torna menos visíveis ao radar. Em vez disso, eles usam flaps que fornecem arrasto extra apenas em uma direção quando necessário, mas esta é uma solução ineficiente.

Os pássaros não têm nadadeiras verticais e não parecem criar arrasto assimétrico intencionalmente. David Lentink A Universidade de Groningen, na Holanda, e colegas projetaram o PigeonBot II (foto abaixo) para investigar como as aves permanecem sob controle sem tais estabilizadores.

O modelo anterior da equipe, construído em 2020, batia as asas e mudava de formato para voar como um pássaro, mas ainda tinha a tradicional cauda de avião. O design mais recente, que inclui 52 penas reais de pombo, foi atualizado para incluir uma cauda semelhante a um pássaro – e os voos de teste foram bem-sucedidos.

Lentinck diz que o segredo do sucesso do PigeonBot II são os 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 frente e para trás, sua cauda responderá automaticamente e se moverá de maneira complexa, como se estivesse estabilizando o animal em vôo. Durante muito tempo se pensou que isto era a chave para a estabilidade das aves, mas agora foi comprovado por homólogos robóticos.

Os pesquisadores programaram um computador para controlar os nove servomotores do PigeonBot II para dirigir a nave usando hélices em cada asa, mas para girar e abanar automaticamente a cauda em resposta, para criar a estabilidade que normalmente vem de uma barbatana vertical. Lentinck diz que esses movimentos reflexivos são tão complexos que nenhum ser humano poderia pilotar o Pigeonbot II diretamente. 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 de bordo determina os sinais de controle apropriados.

Depois de muitos testes falhados durante os quais os sistemas de controlo foram refinados, foi finalmente capaz de descolar, navegar e aterrar em segurança.

“Agora sabemos a receita para voar sem cauda vertical. A cauda vertical, mesmo para um avião de passageiros, é apenas um incômodo. Custa peso, o que significa custos de combustível, mas arrasto – é apenas arrasto desnecessário”, disse Lentinck. “Se você copiar nossa solução (para aeronaves maiores), certamente funcionará (mas) se você colocá-la em algo como Querer. traduzir isso é um pouco mais fácil de fazer, mas é preciso haver uma camada extra de pesquisa.”