p O que pode voar como um pássaro e pairar como um inseto? p Os colibris da sua vizinhança. Se os drones tivessem essa combinação, eles seriam capazes de manobrar melhor através de edifícios desmoronados e outros espaços desordenados para encontrar vítimas presas.

p Pesquisadores da Purdue University desenvolveram robôs voadores que se comportam como beija-flores, treinado por algoritmos de aprendizado de máquina baseados em várias técnicas que o pássaro usa naturalmente todos os dias.

p Isso significa que depois de aprender com uma simulação, o robô "sabe" como se mover sozinho como um beija-flor faria, como discernir quando realizar uma manobra de fuga.

p Inteligência artificial, combinado com asas oscilantes flexíveis, também permite que o robô aprenda novos truques a si mesmo. Mesmo que o robô não possa ver ainda, por exemplo, ele sente ao tocar nas superfícies. Cada toque altera uma corrente elétrica, que os pesquisadores perceberam que podiam rastrear.

p "O robô pode essencialmente criar um mapa sem ver seus arredores. Isso pode ser útil em uma situação em que o robô pode estar procurando vítimas em um lugar escuro - e significa um sensor a menos para adicionar quando damos ao robô a capacidade de Vejo, "disse Xinyan Deng, professor associado de engenharia mecânica em Purdue.

p Os pesquisadores apresentarão seu trabalho em 20 de maio na Conferência Internacional IEEE 2019 sobre Robótica e Automação em Montreal.

p Drones não podem ser infinitamente menores, devido à forma como a aerodinâmica convencional funciona. Eles não seriam capazes de gerar sustentação suficiente para suportar seu peso.

p Mas os colibris não usam aerodinâmica convencional - e suas asas são resistentes. "A física é simplesmente diferente; a aerodinâmica é inerentemente instável, com grandes ângulos de ataque e alta sustentação. Isso torna possível para menores, animais voadores existam, e também possível para nós reduzirmos robôs de asas oscilantes, "Deng disse.

p Os pesquisadores vêm tentando há anos decodificar o vôo do colibri para que os robôs possam voar onde as aeronaves maiores não podem. Em 2011, a empresa AeroVironment, encomendado pela DARPA, uma agência do Departamento de Defesa dos EUA, construiu um colibri robótico que era mais pesado do que um real, mas não tão rápido, com controles de vôo semelhantes aos de um helicóptero e capacidade de manobra limitada. Exigia que um humano ficasse atrás de um controle remoto o tempo todo.

p O grupo de Deng e seus colaboradores estudaram os próprios colibris durante vários verões em Montana. Eles documentaram as principais manobras do beija-flor, como fazer uma curva rápida de 180 graus, e os traduziu para algoritmos de computador com os quais o robô poderia aprender quando conectado a uma simulação.

p Estudos adicionais sobre a física de insetos e colibris permitiram aos pesquisadores de Purdue construir robôs menores do que colibris - e até mesmo tão pequenos quanto insetos - sem comprometer a maneira como voam. Quanto menor o tamanho, quanto maior a frequência de batimento das asas, e quanto mais eficientemente eles voam, Deng diz.

p Os robôs têm corpos impressos em 3D, asas feitas de fibra de carbono e membranas cortadas a laser. Os pesquisadores construíram um robô colibri pesando 12 gramas - o peso de um colibri magnífico adulto médio - e outro robô do tamanho de um inseto pesando 1 grama. O robô colibri pode levantar mais do que seu próprio peso, até 27 gramas.

p Projetar seus robôs com maior elevação dá aos pesquisadores mais espaço de manobra para, eventualmente, adicionar uma bateria e tecnologia de detecção, como uma câmera ou GPS. Atualmente, o robô precisa ser amarrado a uma fonte de energia enquanto voa - mas isso não será por muito mais tempo, dizem os pesquisadores.

p Os robôs podem voar silenciosamente, assim como um colibri de verdade faz, tornando-os mais ideais para operações secretas. E eles permanecem estáveis ​​durante a turbulência, que os pesquisadores demonstraram testando as asas dimensionadas dinamicamente em um tanque de óleo.

p O robô requer apenas dois motores e pode controlar cada asa independentemente da outra, que é como os animais voadores realizam manobras altamente ágeis na natureza.

p "Um colibri de verdade tem vários grupos de músculos para fazer movimentos de força e direção, mas um robô deve ser o mais leve possível, para que você tenha desempenho máximo com peso mínimo, "Deng disse.

p Os colibris robóticos não ajudariam apenas nas missões de busca e resgate, mas também permite que os biólogos estudem os beija-flores em seu ambiente natural de maneira mais confiável, através dos sentidos de um robô realista.

p “Aprendemos com a biologia a construir o robô, e agora as descobertas biológicas podem acontecer com a ajuda extra de robôs, "Deng disse.

p Simulações da tecnologia estão disponíveis em código aberto em https://github.com/purdue-biorobotics/flappy.

p Estágios iniciais do trabalho, incluindo os experimentos do beija-flor de Montana em colaboração com o grupo de Bret Tobalske na Universidade de Montana, foram apoiados financeiramente pela National Science Foundation.