Um pombo robótico revela como os pássaros voam sem barbatana caudal vertical

Um robô inspirado em pombos resolveu o mistério de como os pássaros voam sem as nadadeiras verticais das quais dependem os aviões feitos pelo homem. Seus fabricantes dizem que o protótipo poderá eventualmente levar a aviões comerciais com menos arrasto, o que reduziria o consumo de combustível.

As barbatanas traseiras, também conhecidas como estabilizadores verticais, permitem que os aviões girem de um lado para o outro e ajudam a evitar uma mudança não intencional de direção. Algumas aeronaves militares, como o Northrop B-2 Spirit, são projetadas sem cauda porque isso as torna menos visíveis ao radar. Em vez disso, utilizam abas que criam resistência adicional apenas num lado quando necessário, mas esta é uma solução ineficiente.

Os pássaros não têm nadadeira vertical e não parecem criar conscientemente um arrasto assimétrico. David Lentink Na Universidade de Groningen, na Holanda, e colegas projetaram o PigeonBot II (foto abaixo) para estudar como as aves permanecem sob controle sem esse estabilizador.

O modelo anterior da equipe, construído em 2020, voava como um pássaro batendo as asas e mudando de formato, mas ainda tinha a tradicional cauda de avião. O design mais recente, que inclui 52 penas reais de pombo, foi atualizado para incluir uma cauda semelhante a um pássaro – e os voos de teste foram bem-sucedidos.

Lentink diz que o segredo do sucesso do PigeonBot II está nos movimentos reflexivos da cauda programados nele, projetados para imitar movimentos que ocorrem em pássaros. Se você segurar o pombo e incliná-lo de um lado para o outro ou para frente e para trás, sua cauda reagirá automaticamente e se moverá de maneira complexa, como se quisesse estabilizar o vôo do animal. Há muito que se pensa que isto é a chave para a estabilidade das aves, mas agora foi comprovado por uma cópia robótica.

Os pesquisadores programaram o computador Pigeonbot II para controlar nove servo motores para dirigir a nave usando as hélices em ambas as asas, bem como para girar e abanar automaticamente a cauda em resposta para criar a estabilidade normalmente derivada de uma barbatana vertical. Lentink diz que esses movimentos reflexivos são tão complexos que nenhum ser humano poderia pilotar o Pigeonbot II diretamente. Em vez disso, o operador emite comandos de alto nível ao piloto automático, dizendo-lhe para virar à esquerda ou à direita, e um computador de bordo determina os sinais de controle apropriados.

Depois de muitas tentativas fracassadas de refinar os sistemas de controle, finalmente conseguiu decolar, cruzar e pousar com segurança.

“Agora sabemos a receita para voar sem cauda vertical. As caudas verticais, mesmo em um avião comercial, são simplesmente irritantes. Custa peso, o que significa consumo de combustível, mas também tração – é apenas um transporte desnecessário”, afirma Lentink. “Se você apenas copiar nossa solução (para uma aeronave de grande porte), ela certamente funcionará. (Mas) se você quiser traduzi-la para algo que seja um pouco mais fácil de fabricar, então você precisará de mais pesquisas.