Ilustração do robô saltando da água. Crédito:Aerial Robotics Lab / Imperial College London
Um robô bioinspirado usa água do ambiente para criar um gás e se lançar da superfície da água.
O robô, que pode viajar 26 metros no ar após a decolagem, pode ser usado para coletar amostras de água em ambientes perigosos e desordenados, como durante as inundações ou ao monitorar a poluição do oceano.
Robôs que podem fazer a transição da água para o ar são desejáveis nessas situações, mas o lançamento requer muita energia, o que tem sido difícil de conseguir em robôs pequenos.
Agora, pesquisadores do Imperial College London inventaram um sistema que requer apenas 0,2 gramas de pó de carboneto de cálcio em uma câmara de combustão. A única parte móvel é uma pequena bomba que traz água do ambiente em que o robô está sentado, como um lago ou oceano.
A água e o pó de carboneto de cálcio se combinam em uma câmara de reação, produzindo um gás acetileno incinerável. Conforme o gás se inflama e se expande, ele empurra a água como um jato, que impulsiona o robô para longe da água e desliza até 26 metros.
Os detalhes do robô são publicados hoje em Ciência Robótica .
Pesquisador principal, Dr. Mirko Kovac, Diretor do Laboratório de Robótica Aérea do Imperial, disse:"A transição da água para o ar é um processo que consome muita energia, o que é difícil de conseguir em um veículo voador de pequena escala que precisa ser leve para voar.
Simulação de voo. Crédito:Aerial Robotics Lab / Imperial College London
Imagem composta do robô em flutuante, jateamento e modo de vôo. Crédito:Zufferey et al., Sci. Robô. 4, eaax7330 (2019)
Partes etiquetadas do robô aéreo-aquático. Crédito:Zufferey et al., Sci. Robô. 4, eaax7330 (2019)
Um diagrama detalhado do robô aquático aéreo. Crédito:Zufferey et al., Sci. Robô. 4, eaax7330 (2019)
"Usamos produtos químicos reativos à água para reduzir os materiais que o robô precisa transportar. Como a câmara se enche de forma passiva e a água ambiental atua como um pistão, podemos criar um ciclo de combustão completo com apenas uma parte móvel, que é a bomba que mistura a água com o combustível. "
A equipe testou o robô em um laboratório, em um lago, e em um tanque de ondas, mostrando que ele pode escapar da superfície da água mesmo em condições relativamente difíceis. Embora robôs semelhantes geralmente exijam condições calmas para pular da água, a invenção da equipe gera uma força 25 vezes o peso do robô, dando a ele uma chance maior de superar as ondas.
O robô, que pesa apenas 160 gramas, pode 'pular' várias vezes após encher o tanque de água. Isso pode permitir que ele flutue na água e colete amostras em vários pontos sem energia adicional, economizando energia em distâncias mais longas em comparação com um robô movido a eletricidade.
A equipe agora está trabalhando com os Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais (Empa) para construir novos veículos usando materiais avançados e começar os testes de campo do robô em uma variedade de ambientes, incluindo o monitoramento dos oceanos em torno dos recifes de coral e plataformas de energia offshore.
Raphael Zufferey, o primeiro autor do artigo disse:"Esses tipos de baixo consumo de energia, robôs sem amarras podem ser realmente úteis em ambientes que normalmente exigem muito tempo e recursos para monitorar, inclusive após desastres como inundações ou acidentes nucleares. "