Um novo veículo ar-terra, apropriadamente chamado de Skywalker, é capaz de fazer uma transição perfeita entre os modos solo e ar, superando os veículos ar-terra concorrentes em várias medidas de desempenho importantes. Skywalker foi posto à prova em uma série de experimentos, que foram descritos em um estudo publicado em 14 de março em Cartas de Robótica e Automação IEEE.
Os veículos aerotransportados são inegavelmente convenientes, oferecendo grande mobilidade, mas requerem significativamente mais energia do que os veículos terrestres. Enquanto isso, os veículos terrestres são normalmente mais lentos e podem encontrar obstáculos e barreiras físicas. Skywalker, dizem os pesquisadores, oferece o melhor dos dois mundos.
“Criamos este veículo ar-terra para aproveitar as vantagens complementares da alta eficiência energética dos veículos terrestres, mantendo a grande mobilidade dos multicópteros”, explica Fei Gao, professor associado da Universidade de Zhejiang que participou do estudo. Ele observa que esses recursos ajudarão o Skywalker a trabalhar em ambientes de grande escala e a concluir entregas de longa distância.
Skywalker é essencialmente um helicóptero quadrotor que consiste em quatro motores brushless, um Hobbywing e hélices. Para deslocamentos no solo, possui uma única roda omnidirecional que permite girar livremente.
“O Skywalker ainda precisa manter as hélices girando para manter o equilíbrio e inclinar-se para se mover. No entanto, a velocidade de rotação [of the propellers] pode ser significativamente reduzido em comparação com a locomoção aérea, economizando muita energia”, explica Gao.
A equipe de Gao também desenvolveu um controlador unificado projetado para locomoção aérea e terrestre, para que o Skywalker possa realizar locomoção híbrida ar-solo livremente e em altas velocidades.
Em seu estudo, os pesquisadores conduziram quatro experimentos para testar a capacidade de rastreamento de trajetória terrestre do Skywalker, capacidade de rastreamento de trajetória híbrida, capacidade rotacional (execução de guinada livre) e eficiência de energia.
Os resultados mostram que o Skywalker é capaz de atingir uma velocidade máxima de 5 metros por segundo e pode girar em um piscar de olhos – graças à sua roda omnidirecional e hélices. Enquanto outros veículos ar-terra podem levar de um a 20 segundos para fazer a transição entre os modos aéreo e terrestre, o Skywalker pode concluir a tarefa sem problemas, dizem os pesquisadores.
A equipe também avaliou a eficiência energética do Skywalker. Os pesquisadores descobriram que ele usa 75% menos energia ao atravessar o solo – enquanto usa minimamente suas hélices para se guiar e se equilibrar – em comparação com o que usa durante o vôo.
“A singularidade do Skywalker reside principalmente no mecanismo simples, na impressionante capacidade de rastreamento de trajetória e na capacidade de execução de guinada livre”, diz Gao.
Gao diz que sua equipe está interessada em comercializar o Skywalker, dada sua ampla gama de aplicações potenciais – por exemplo, em fotografia, exploração, resgate, levantamento e mapeamento. Devido à sua resistência e capacidade de transportar cargas, o Skywalker pode ser equipado com mais baterias, computadores de bordo e sensores para ampliar ainda mais suas aplicações, diz ele.
Mas, embora o veículo seja teoricamente capaz de percorrer terrenos difíceis, essas capacidades adicionais ainda devem ser testadas.
“Neste trabalho, assumimos que o veículo se move em terreno plano, o que limita sua aplicação em ambientes selvagens e complicados”, diz Gao. “No futuro, pretendemos modelar com precisão a dinâmica do Skywalker em terreno irregular e desenvolver algoritmos de planejamento autônomo para aplicação externa”.
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