O roubo do pássaro-robô

Os ornitópteros (drones que batem as asas) são difíceis de manobrar mantendo-se em uma trajetória predeterminada, pois sua dinâmica é complexa e sua velocidade é pouco controlável.


Para solucionar esse problema, a equipe de Franck Ruffier, diretor de pesquisa do CNRS no Instituto de Ciências do Movimento - Etienne-Jules Marey (ISM - Universidade Aix-Marseille/CNRS), que inclui Abdoullah Ndoye, doutorando no laboratório de Imagem, Fala, Sinal e Automática de Grenoble (GIPSA-lab - CNRS/Université Grenoble Alpes), utilizou um campo de vetores que permite, de forma sistemática, reconduzir o pássaro mecânico ao "caminho correto".

Os seus trabalhos, publicados durante a conferência IEEE International Conference on Robotics and Automation (IEEE ICRA), demonstram que estender e relaxar as asas permite que o robô, denominado MetaFly, encontre seu percurso.

A máquina voadora é um conceito que tem fascinado muitas gerações, desde os esboços de Leonardo da Vinci no século XV até os modelos em miniatura de Alphonse Penaud, inventor e teórico da aviação no século XIX. Hoje, pequenos ornitópteros são comercializados, como o pássaro MetaFly, desenvolvido pela companhia marselhesa XTIM-BionicBird. Ele pesa apenas 10 gramas e é equipado com dois atuadores: um na frente para controlar a frequência do bater de asas entre 10 e 20 Hz e outro atrás que permite controlar a direção.



Para se orientar, o robô estende uma asa enquanto relaxa simultaneamente a asa oposta e gira seu leme para o lado da asa relaxada. Estes movimentos fazem o "pássaro" inclinar-se lateralmente: ele executa uma curva com inclinação. Assim, o robô é capaz de mudar seu curso e girar de acordo com o campo de vetores (imagem abaixo) que o controla para reencontrar seu caminho.

Nesse estudo, o robô é guiado em direção (rumo para o qual ele se dirige) por um campo vetorial. Isso permite-lhe seguir trajetórias desejadas com grande precisão, mesmo se as condições iniciais não forem ideais, uma vez que conhece sua posição e inclinação. Os pesquisadores demonstraram que o robô alado podia seguir círculos de vários diâmetros, bem como percursos em forma de oito.

Atualmente, para medir a posição e a inclinação do Metafly, os pesquisadores usam câmeras externas. Estão trabalhando para empregar sensores embarcados para fazer essas medições, o que irá melhorar o desempenho do pássaro mecânico e torná-lo mais autônomo.

Este estudo abre caminho para muitas aplicações potenciais, como o monitoramento ambiental, missões de busca e salvamento ou ainda a exploração de áreas de difícil acesso.

Publicações

Ndoye, A., de Jesus Castillo-Zamora, J., Laki, S. S., Miot, R., van Ruymbeke, E., & Ruffier, F. (2023).
Acompanhamento de Trajetória Ajudado por Campo Vetorial de um Veículo Aéreo com Asas Batentes de 10 gramas.
2023 IEEE Int. Conf. Robot. Autom. (ICRA 2023), 29 de maio - 2 de junho de 2023, Londres, Reino Unido.
Dados experimentais para o Acompanhamento de Trajetória Ajudado por Campo Vetorial de um Micro Veículo Aéreo com Asas Batentes de 10 gramas

Fonte: CNRS INS2I