Criar um veículo capaz de voar e mergulhar sempre foi um dos grandes desafios da robótica. O problema não está apenas na mudança de ambiente, mas nas enormes diferenças entre o ar e a água, que exigem soluções mecânicas totalmente distintas. Agora, um novo protótipo mostra que essa barreira pode estar mais próxima de ser superada. Inspirado em aves marinhas, o pequeno robô promete abrir novas possibilidades para pesquisas científicas e monitoramento ambiental.
Inspirado na natureza para superar um desafio da engenharia
Drones convencionais costumam ser especializados em apenas uma função. Enquanto alguns são projetados para voar utilizando hélices, outros exploram rios, lagos e oceanos com propulsores específicos para vencer a resistência da água. Reunir essas duas capacidades em um equipamento compacto sempre foi considerado extremamente complexo, principalmente porque a água é cerca de mil vezes mais densa que o ar.
Foi justamente esse obstáculo que levou pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, a buscar inspiração em aves que transitam naturalmente entre os dois ambientes. Espécies como papagaios-do-mar, gaivotas, petréis e martins-pescadores serviram de referência para o desenvolvimento de um robô capaz de voar, mergulhar, nadar e voltar ao céu utilizando exatamente o mesmo mecanismo de propulsão.
O protótipo, chamado de Flapping Aerial-Aquatic Vehicle (FAAV), pesa menos de 300 gramas e possui uma estrutura bastante simples. Seu corpo abriga a bateria e um motor elétrico totalmente impermeabilizado, enquanto duas asas flexíveis e uma cauda móvel controlam toda a movimentação.
Ao contrário de drones tradicionais, que dependem de hélices, o FAAV utiliza o movimento de bater asas para se deslocar tanto no ar quanto debaixo d’água. Essa escolha reduz a complexidade mecânica e aproxima o funcionamento do comportamento observado em diversas aves mergulhadoras.
Outro detalhe importante está no material das asas. Elas são produzidas com membranas extremamente finas revestidas por nanopartículas hidrofóbicas, que impedem o acúmulo de água após o mergulho. Dessa forma, o robô consegue retornar ao voo sem carregar peso extra provocado pela umidade.
O segredo está nas asas e em um ângulo muito específico
A flexibilidade das asas foi um dos fatores decisivos para o sucesso do projeto. Durante o mergulho, elas se deformam naturalmente para diminuir a amplitude dos movimentos, reduzindo o esforço necessário para vencer a resistência da água. Já durante o voo, mantêm rigidez suficiente para gerar sustentação e garantir estabilidade.
Antes de construir o robô, os pesquisadores analisaram informações sobre aproximadamente cem espécies de aves mergulhadoras. Os dados revelaram diferenças importantes na frequência do movimento das asas. Enquanto as menores espécies chegam a bater as asas cerca de dez vezes por segundo durante o voo, debaixo d’água essa frequência cai para aproximadamente quatro movimentos por segundo.
Com base nesses estudos, a equipe desenvolveu três versões de asas com envergaduras de 60, 80 e 100 centímetros. Os melhores resultados apareceram com o modelo intermediário, de 80 centímetros. Nessa configuração, o robô alcançou velocidades próximas de um metro por segundo sob a água e cerca de seis metros por segundo durante o voo.
Mas o maior desafio ainda estava por vir.
Sair da água revelou-se a etapa mais complicada de todo o projeto. Muitas aves utilizam as patas para ganhar impulso antes de levantar voo, vencendo a tensão superficial da água. Como o FAAV não possui pernas, toda essa força precisava ser produzida exclusivamente pelas asas e pela cauda.
Após diversos testes em laboratório e posteriormente no Lago Genebra, os engenheiros descobriram que o robô precisava posicionar seu corpo em um ângulo de aproximadamente 70 graus durante a decolagem. Essa inclinação mantém as extremidades das asas afastadas da superfície e direciona corretamente a força para cima. Inclinações maiores fazem o veículo perder estabilidade e tombar para trás.
Um pequeno robô com potencial para grandes missões
Embora o projeto tenha surgido para entender melhor como aves conseguem alternar entre voo e mergulho com tanta eficiência, suas aplicações podem ir muito além da pesquisa em biomecânica.
O laboratório responsável pelo desenvolvimento pretende transformar esse conceito em uma plataforma autônoma para monitoramento ambiental e exploração científica de oceanos, lagos e rios. No futuro, diversos robôs poderão partir de embarcações ou da costa, voar até regiões específicas, mergulhar para coletar informações e retornar transportando os dados obtidos.
Esse tipo de operação poderá facilitar o acompanhamento de geleiras, portos, recifes de corais, cardumes e até grupos de baleias, reduzindo custos e permitindo medições muito mais frequentes do que aquelas realizadas por embarcações científicas convencionais.
Antes disso, porém, ainda existem desafios importantes. O sistema precisará ganhar maior autonomia de navegação, capacidade para realizar curvas mais precisas e resistência suficiente para enfrentar ventos fortes e águas agitadas.
Mesmo assim, o protótipo já demonstrou que uma das transições mais difíceis da robótica moderna é tecnicamente possível. E é justamente aí que está a resposta para o título: esse pequeno robô consegue alternar entre água e ar utilizando apenas suas asas, abrindo caminho para uma nova geração de veículos capazes de explorar ambientes antes considerados incompatíveis.
