BionicFinWave: robô subaquático com acionamento de barbatanas exclusivo

BionicFinWave

Robô subaquático com acionamento de barbatanas exclusivo

As planárias marinhas, o choco e o peixe aba-aba têm uma coisa em comum: para se moverem, estes geram uma onda contínua com as suas barbatanas longitudinais, que empurram para a frente em todo o seu comprimento. Com este denominado movimento de barbatanas ondulado, também o BionicFinWave se manobra através de um sistema de tubos de vidro acrílico. O robô subaquático autónomo pode comunicar com o mundo exterior via rádio e transferir dados para um tablet, como os valores registados de um sensor de temperatura e pressão.

As barbatanas longitudinais dos modelos naturais vão da cabeça à cauda e estão localizadas nas costas, na barriga ou nos dois lados do corpo. Com o movimento ondulado das barbatanas, os peixes empurram a água para trás, criando um impulso para a frente. Por outro lado, os animais também podem nadar para trás e, dependendo do padrão das ondas, fornecer flutuabilidade, força descendente ou mesmo impulso lateral.

Barbatanas de silicone flexíveis para manobras de natação naturais

O BionicFinWave usa as suas duas barbatanas laterais para locomoção. Estas são completamente moldadas a partir de silicone e não requerem reforços ou outros elementos de suporte. Isso torna-as extremamente flexíveis permitindo-lhes implementar os movimentos fluidos das ondas dos modelos biológicos de forma realista.

Além disso, as duas barbatanas à esquerda e à direita estão presas a nove pequenos braços de alavanca. Estes, por sua vez, são acionados por dois servomotores, localizados no corpo do robô subaquático. Duas cambotas adjacentes transmitem a potência para as alavancas, para que as duas barbatanas possam ser movidas individualmente. Deste modo, podem gerar diferentes padrões de ondas que são particularmente adequados para uma locomoção lenta e precisa, e agitar a água menos do que, por exemplo, um acionamento convencional de parafuso.

Para nadar em curvas, por exemplo, a barbatana externa move-se mais rapidamente do que a barbatana interna, o que pode ser comparado às correntes de uma escavadora. Um terceiro servomotor na cabeça do BionicFinWave controla a flexão do corpo, com a ajuda do qual este pode nadar para cima e para baixo. Para garantir que as cambotas são flexíveis e maleáveis, existe uma junta universal entre cada segmento de alavanca. Para o efeito, as cambotas, incluindo as juntas articuladas e a biela, foram feitas de plástico numa única peça, usando o processo de impressão 3D.

Interação inteligente de diferentes componentes

Os restantes elementos do corpo do BionicFinWave também são impressos usando o processo de impressão 3D. Com as suas cavidades, estes agem como um corpo de flutuação. Ao mesmo tempo, toda a engenharia de controlo e regulação está instalada à prova de água e com segurança num espaço confinado e de forma coordenada entre si. Assim, além da platina com processador e módulo de rádio, também existe um sensor de pressão e sensores ultrassónicos na parte frontal do corpo. Estes medem continuamente as distâncias em relação às paredes, bem como a posição da profundidade na água, evitando, assim, colisões com o sistema de tubos.

Novos impulsos e abordagens para a indústria de processos

Com a transportadora de tecnologia biónica, a nossa Bionic Learning Network fornece, uma vez mais, um ímpeto para trabalhos futuros com robôs autónomos e novas tecnologias de acionamento usadas em meios líquidos. Seria concebível desenvolver conceitos como o BionicFinWave para tarefas como inspeções, séries de medição ou recolhas de dados como, por exemplo, para a tecnologia de águas e de esgotos ou outras áreas da indústria de processos. Além disso, os conhecimentos adquiridos no projeto podem ser usados para os processos de fabrico de componentes para a robótica suave.