Uma porta fechada é apenas um dos muitos obstáculos que não representam barreira para um novo tipo de vôo, micro, robô puxador chamado FlyCroTug. Equipado com tecnologias de pega avançadas e a capacidade de mover e puxar objetos ao seu redor, dois FlyCroTugs podem, em conjunto, laçar a maçaneta da porta e abrir a porta.

Desenvolvido nos laboratórios de Mark Cutkosky, a cadeira Fletcher Jones na Escola de Engenharia da Universidade de Stanford, e Dario Floreano na École Polytechnique Fédérale de Lausanne na Suíça, FlyCroTugs são micro veículos aéreos que os pesquisadores modificaram para que os veículos possam se ancorar em várias superfícies usando adesivos inspirados nos pés de lagartixas e insetos, previamente desenvolvido no laboratório de Cutkosky.

Com esses mecanismos de fixação, FlyCroTugs pode puxar objetos com até 40 vezes o seu peso, como maçanetas em um cenário, ou câmeras e garrafas de água em uma situação de resgate. Veículos semelhantes só podem levantar objetos com cerca de duas vezes seu próprio peso usando forças aerodinâmicas.

"Quando você é um pequeno robô, o mundo está cheio de grandes obstáculos, "disse Matthew Estrada, um estudante de graduação em Stanford e autor principal de um artigo sobre FlyCroTugs, publicado em 25 de outubro em Ciência Robótica . "Combinar as forças aerodinâmicas de nosso veículo aéreo com as forças de interação que geramos com os mecanismos de fixação resultou em algo muito móvel, muito forte e micro também. "

Os pesquisadores dizem que o tamanho pequeno dos FlyCroTugs significa que eles podem navegar por espaços confortáveis ​​e bem próximos das pessoas, tornando-os úteis para busca e resgate. Segurando firmemente nas superfícies enquanto puxam, os minúsculos robôs podem potencialmente mover pedaços de destroços ou posicionar uma câmera para avaliar uma área traiçoeira.

Pegando uma deixa da natureza

Tal como acontece com a maioria dos projetos no laboratório de Cutkosky, os FlyCroTugs foram inspirados no mundo natural. Na esperança de ter um veículo aéreo que fosse rápido, pequeno e altamente manobrável, mas também capaz de mover grandes cargas, os pesquisadores olharam para as vespas.

"As vespas podem voar rapidamente para um pedaço de comida, e então se a coisa for muito pesada para decolar, eles o arrastam pelo chão. Então, essa foi a inspiração inicial para a abordagem que adotamos, "disse Cutkosky, quem é co-autor do artigo.

Os pesquisadores leram estudos sobre captura e transporte de presas de vespas, que identificam a proporção entre o músculo relacionado ao voo e a massa total que determina se uma vespa voa com sua presa ou a arrasta. Eles também seguiram o exemplo da vespa em ter diferentes opções de fixação dependendo de onde os FlyCroTugs pousam.

Para superfícies lisas, os robôs têm garras de lagartixa, adesivos não pegajosos que imitam as intrincadas estruturas dos dedos dos pés de uma lagartixa e se fixam criando forças intermoleculares entre o adesivo e a superfície. Para superfícies ásperas, esses robôs são equipados com 32 microspines, uma série de espinhos de metal em forma de anzol que podem travar individualmente em pequenas cavidades em uma superfície.

Cada FlyCroTug possui um guincho com um cabo e microespinhas ou adesivo gecko para puxar. Além desses recursos fixos, eles são altamente modificáveis. A localização das garras pode variar dependendo da superfície onde irão pousar, e os pesquisadores também podem adicionar peças para movimento baseado no solo, como rodas. Colocar todos esses recursos em um pequeno veículo aéreo com o dobro do peso de uma bola de golfe não foi uma tarefa fácil, de acordo com os pesquisadores.

"As pessoas tendem a pensar nos drones como máquinas que voam e observam o mundo, mas os insetos voadores fazem muitas outras coisas, como caminhar, escalando, agarrando, edifício - e os insetos sociais podem até cooperar para multiplicar forças, "disse Floreano, quem foi o autor sênior do artigo. “Com este trabalho, mostramos que pequenos drones capazes de se ancorar no ambiente e colaborar com outros drones podem realizar tarefas normalmente atribuídas a robôs humanóides ou máquinas muito maiores. "

Interagindo com o mundo

Drones e outros pequenos robôs voadores podem parecer a última moda atualmente, mas os FlyCroTugs - com sua capacidade de navegar até locais remotos, ancorar e puxar - cair em um nicho mais específico, de acordo com Cutkosky.

“Existem muitos laboratórios em todo o mundo que estão começando a trabalhar com pequenos drones ou veículos aéreos, mas se você olhar para aqueles que também estão pensando sobre como esses pequenos veículos podem interagir fisicamente com o mundo, é um conjunto muito menor, " ele disse.

Os pesquisadores podem abrir com sucesso uma porta com dois FlyCroTugs. Eles também colocaram uma mosca no topo de uma estrutura em ruínas e puxaram uma câmera para ver o interior. Próximo, eles esperam trabalhar no controle autônomo e na logística de voar vários veículos ao mesmo tempo.

“As ferramentas para criar veículos como este estão se tornando mais acessíveis, "disse Estrada." Estou animado com a perspectiva de cada vez mais incorporar esses mecanismos de fixação no cinto de ferramentas do designer, permitindo que os robôs aproveitem as forças de interação com seu ambiente e as coloquem em fins úteis. "