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sexta-feira, 10 de abril de 2015

Olho de inseto estabiliza voo de robôs

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Olho de inseto estabiliza voo de robôs
O BeeRotor tem 47 centímetros de comprimento e pesa 80 gramas. [Imagem: Expert,Ruffier(ISM,CNRS/AMU)]
Visão de inseto
Robôs com câmeras podem ser comprados em lojas de brinquedos. Mas, conforme a exigência e a necessidade de precisão e resolução aumentam, é necessário ir além das brincadeiras.
A chave para fazer boas imagens em pleno voo é dar estabilidade ao veículo voador, de forma que as câmeras possam fazer seu trabalho.
Fabien Expert e Franck Ruffier, do instituto francês CNRS (Centro Nacional de Pesquisas Científicas), foram buscar inspiração nos olhos dos insetos para criar o primeiro robô voador capaz de se estabilizar visualmente, "acertando o passo" com o terreno irregular abaixo de forma a fazer imagens mais precisas, além de garantir a segurança do próprio voo.
Dispensando os acelerômetros, o BeeRotor (rotor abelha) consegue voar até mesmo em um túnel onde as paredes se mexem - para simular as condições reais encontradas na natureza - sem depender de medições de velocidade ou altitude.
Todas as aeronaves, de drones de brinquedo a foguetes espaciais, usam sistemas de medição inercial para estabilizar sua inclinação lateral e longitudinal, além da perpendicular - sua altitude. Um acelerômetro mede todas as acelerações da aeronave, incluindo a gravidade, que sempre aponta em direção ao centro da Terra.
Mas Expert e Ruffier afirmam que isso não deve ser necessário porque os insetos não têm acelerômetros - pelo menos ninguém descreveu um acelerômetro biológico até hoje - e conseguem voar muito bem.
Olho de inseto estabiliza voo de robôs
O olho artificial biomimético - baseado nos olhos dos insetos - pesa apenas 1 grama. [Imagem: Expert,Ruffier - 10.1088/1748-3182/10/2/026003]
Fluxo óptico
A dupla então replicou o voo entomológico criando uma visão de inseto artificial. Para isso eles usaram o conceito de fluxo óptico, fácil de ser observado quando você está viajando de carro: a visão frontal é estável, mas a paisagem lateral passa rapidamente e fica desfocada.
Quando o fluxo óptico aumenta, o robô sabe que sua velocidade está aumentando ou ele está se aproximando dos obstáculos laterais. Acompanhando os fluxos ópticos das laterais e inferior, o robô consegue estabilizar o voo sem quaisquer medições adicionais.
Os dois pesquisadores afirmam que, além de terem comprovado uma hipótese de como os insetos estabilizam seu voo, seu olho artificial - que pesa apenas 1 grama - permitirá viabilizar a construção de robôs de apenas 10 gramas. Para os maiores, a eliminação do acelerômetro significará diminuição do peso, com a consequente redução no consumo das baterias ou combustível.
O baixo peso também é essencial na indústria espacial, onde cada quilo enviado para o espaço custa uma pequena fortuna. Sem necessariamente substituir os acelerômetros, dizem os dois pesquisadores, sensores de fluxo óptico podem ser usados como um sistema de reserva ultraleve no caso de uma falha na missão.
Eventualmente um sistema assim pudesse ter salvo a missão do robô Philae, que não teve um sucesso total no pouso sobre o cometa 67P.
Bibliografia:

Flying over uneven moving terrain based on optic-flow cues without any need for reference frames or accelerometers
Fabien Expert, Franck Ruffier
Bioinspiration & Biomimetics
Vol.: 10 026003
DOI: 10.1088/1748-3182/10/2/026003