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O açor do norte é um raptor rápido e poderoso que voa sem esforço pelas florestas. Este pássaro foi a inspiração para o projeto do drone de próxima geração desenvolvido por cientistas do Laboratório de Sistemas Inteligentes de EPFL liderado por Dario Floreano. Eles estudaram cuidadosamente o formato das asas e da cauda do pássaro e seu comportamento de vôo, e usaram essa informação para desenvolver um drone com características semelhantes. “Açores movem suas asas e caudas em conjunto para realizar o movimento desejado, seja mudanças rápidas de direção ao caçar em florestas, vôo rápido ao perseguir presas em terreno aberto ou planando de forma eficiente para economizar energia”, diz Enrico Ajanic , o primeiro autor e aluno de doutorado no laboratório de Floreano. E Floreano acrescenta: “Nosso projeto extrai princípios do vôo ágil aviário para criar um drone que pode se aproximar do desempenho de vôo dos raptores, mas também testa a hipótese biológica de que uma cauda que se transforma desempenha um papel importante em conseguir curvas mais rápidas, desacelerações e até lentidão voar.”

Um drone que move suas asas e cauda

Os engenheiros já projetaram um drone inspirado em pássaros com asa transformada em 2016. Em um passo à frente, seu novo modelo pode ajustar a forma de sua asa e cauda graças às suas penas artificiais. “Foi bastante complicado projetar e construir esses mecanismos, mas pudemos melhorar a asa para que se comporte mais como a de um açor”, diz Ajanic. “Agora que o drone inclui uma cauda emplumada que se transforma em sinergia com a asa, ele oferece uma agilidade incomparável.” O drone muda a forma de sua asa e cauda para mudar de direção mais rápido, voar mais devagar sem cair no chão e reduzir a resistência do ar ao voar rápido. Ele usa uma hélice para impulsão para a frente em vez de bater asas porque é mais eficiente e torna o novo sistema de asa e cauda aplicável a outros aviões e drones alados.

A vantagem dos drones alados sobre os designs de quadrotor é que eles têm um tempo de vôo mais longo para o mesmo peso. No entanto, quadrotores tendem a ter maior destreza, pois podem pairar no lugar e fazer curvas fechadas. “O drone que acabamos de desenvolver está em algum lugar no meio. Pode voar por muito tempo, mas é quase tão ágil quanto quadrotores ”, diz Floreano. Essa combinação de recursos é especialmente útil para voar em florestas ou em cidades entre edifícios.

Oportunidades para inteligência artificial

Voar neste novo tipo de drone não é fácil, devido ao grande número de configurações possíveis de asa e cauda. Para aproveitar ao máximo as capacidades de voo do drone, a equipe de Floreano planeja incorporar inteligência artificial ao sistema de voo do drone para que ele possa voar de forma semi-automática. A pesquisa da equipe foi publicada em Ciência Robótica.

Por Valérie Geneux



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