Drone com um único motor e uma única asa voa de modo controlado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/10/2026 Robô-semente No ano passado, pesquisadores de Cingapura apresentaram um robô inspirado em uma semente que voa 26 minutos com uma asa só, um trabalho que eles levaram 10 anos para completar. Mas agora as coisas avançaram muito mais rápido, e eles levaram seu robô bioinspirado muito além do que as sâmaras, as sementes da árvore bordo, conseguem fazer na natureza. Enquanto as sementes caem da árvore, tendo apenas a força da gravidade e do vento para levá-las o mais longe possível da árvore-mãe, o robô de uma asa só pode ser controlado de modo muito simples, mesmo contando com um único motor. Os drones convencionais tipicamente dependem de vários rotores para que seja possível controlar como eles sobem, descem, viram e se deslocam. A tática para fazer tudo isto com um motor só consiste em antecipar os próximos movimentos do robô, um comportamento preditivo que permite traçar e rastrear trajetórias complexas com mais precisão. O resultado foi batizado de SAM, uma abreviação para "monocóptero de atuador único inspirado na semente de sâmara". "Com apenas uma peça móvel, o SAM parece mecanicamente simples, mas essa simplicidade torna o controle extremamente desafiador," disse o professor Emmanuel Tang. "Como todo o sistema depende de um único atuador, cada comando do motor precisa ser planejado e sincronizado com precisão. Nosso trabalho mostra que, ao fornecer ao robô um horizonte de planejamento preditivo, podemos fazer com que esse sistema, que é severamente subatuado, voe com mais precisão, mesmo quando enfrenta trajetórias difíceis, perturbações de vento ou cargas adicionais." Sistemas preditivos Em vez de esperar que o robô de asa única seja desviado da trajetória pretendida para fazer a correção, um modelo não-linear de controle preditivo (NMPC) prevê como o robô provavelmente se moverá nos próximos instantes e planeja as ações de correção. Os pesquisadores então adicionaram um sistema de inversão dinâmica não-linear incremental (INDI), que usa retroalimentação em tempo real para fazer correções rápidas quando o robô encontra perturbações ou erros de modelagem. Esse modelo híbrido captura melhor a interação entre os movimentos rápidos de rotação e inclinação do SAM, fornecendo ao controlador preditivo uma representação fisicamente mais consistente de como o robô está se movendo e para onde ele está indo. "Partimos de um princípio físico real, neste caso o movimento passivo de rotação de uma semente de bordo, e o combinamos com controle avançado para tornar o sistema útil. O desafio não é simplesmente construir um pequeno robô voador, mas entender como o design, a dinâmica e a computação podem trabalhar juntos dentro de um sistema altamente restrito," disse o professor Foong Shaohui. Passou nos testes Para testar tudo, a equipe realizou experimentos de voo utilizando três versões do SAM: Variantes de asa curta, asa longa e asa ultraleve. Cada uma apresenta um desafio diferente, desde uma menor eficiência de sustentação e flexão das asas até limitações no empuxo e no controle. Em todos os experimentos, a abordagem híbrida superou todos os controladores usados isoladamente. O erro quadrático médio posicional foi reduzido em até 39,5% para o SAM de asa longa e 37,2% para a versão de asa curta. O SAM de asa ultraleve registrou reduções no erro de velocidade de até 43,5%. Isso demonstra que é possível tornar os robôs aéreos mecanicamente mais simples sem perda de controle e sem a necessidade de adicionar motores ou peças móveis. Segundo a equipe, a longo prazo, plataformas desse tipo poderão dar suporte a aplicações como sensoriamento ambiental e monitoramento climático, onde a compacidade e a escalabilidade de implantação são importantes. "O grande atrativo do SAM é que ele combina extrema simplicidade mecânica com a estabilidade passiva de uma semente de bordo em rotação. Isso o torna um robô aéreo incomum: Eficiente, leve e potencialmente escalável, mas também muito difícil de controlar. Ao aprimorarmos a forma como uma plataforma tão minimalista pode ser guiada, estamos abrindo caminho para futuros sistemas aéreos que poderão ser implantados em grande escala para tarefas como sensoriamento ambiental e monitoramento climático," concluiu Foong.