Depois de estudar minuciosamente os movimentos de um inseto que é capaz de saltar sobre a água, um grupo internacional liderado por cientistas coreanos desenvolveu um robô que consegue pular e se manter flutuando na superfície líquida. Segundo os autores do estudo, publicado hoje na revista Science, a façanha é um passo importante para a criação de robôs voadores que poderão decolar a partir da água.
De acordo com um dos autores principais do estudo, Ho-Young Kim, do Departamento de Mecânica e Engenharia Aeroespacialda Universidade Nacional de Seul (Coréia do Sul), ao longo do temop diversas inovações mecânicas e tecnológicas tiveram inspiração em características de animais.
"É de grande interesse fabricar insetos-robôs que possam voar. Na realidade, a decolagem é uma das tarefas mais difíceis envolvidas com o voo. Vários insetos pulam primeiro - sem usar as asas - para se lançarem ao ar e só então batem as asas para se manter em voo. Um robô que possa pular na água poderia usá-la como pista de decolagem para alçar voo", disse Kim ao Estado.
Para criar o robô, os cientistas se inspiraram na espécie Aquarius paludum, um inseto que é capaz de saltar na água. Animais semelhantes são conhecidos no Brasil como "insetos-jesus", em alusão à sua capacidade de "andar sobre as águas". Os pesquisadores utilizaram câmeras de alta velocidade para registrar os saltos do inseto e, com isso, puderam decompor detalhadamente os movimentos que permitem um impulso eficiente sem que as suas patas afundem na água.
"Observamos que a superfície da água precisa ser pressionada com a velocidade certa por um intervalo de tempo adequado, sem passar de uma certa profundidade, para possibilitar o salto. O inseto-jesus consegue fazer tudo isso com perfeição", disse Kim.
O segredo do inseto-jesus, segundo Kim, é que o movimento de suas pernas é acelerado gradualmente, de forma que a superfície da água não se retraia com excessiva rapidez. A análise da mecânica dos saltos do inseto, feita a partir dos vídeos, revelou também que suas pernas, levemente curvadas nas extremidades, fazem um movimento de rotação que auxilia a decolagem.
Foi preciso fazer diversos testes de tentativa e erro, utilizando protótipos robóticos, até que a mecânica do salto fosse inteiramente compreendida. Se a força for muito grande e utilizada com muita rapidez, as patas do animal - ou do robô - atravessam a superfície da água e o salto não acontece.
"Utilizando suas pernas para empurrar a água para baixo, o inseto-jesus exerce uma quantidade de força máxima que fica precisamente abaixo do limiar que iria romper a superfície da água", disse outro dos autores, Je-Sung Koh, que durante o estudo era aluno de doutorado na Universidade Nacional de Seul. Imitando essa mecânica, os cientistas construíram um inseto-robô capaz de imprimir na superfície da água, sem rompê-la, uma força equivalente a até 16 vezes o peso de seu corpo. "Isso se deve à morfologia natural desses insetos. É uma forma de inteligência física que podemos aprender para construir robôs capazes de executar manobras extremas sem controles complexos, nem inteligência artificial", explicou Cho.
Para criar o inseto-robô, os cientistas fabricaram um mecanismo simples e leve, capaz de imitar os movimentos do animal. O movimento é produzido por um mecanismo automático de disparo, construído com materiais compósitos e atuadores. Esse mecanismo ativa uma presilha que faz o robô saltar com a força e velocidade exatas para produzir o salto.
"O robô pesa 26 miligramas e consegue saltar várias vezes sem romper a superfície da água. O movimento é preciso o suficiente para que ele se mantenha flutuando quando pousa novamente após um salto", afirmou Kim.
