Vento domado para mover objetos em trajetrias precisas

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 02/05/2024

Controlando o vento

Ver um furaco ou um tornado arremessando at casas pelos ares, ou mesmo um barco a vela deslizando suavemente por um mar calmo, no deixa nenhuma dvida de que possvel mover as coisas usando a fora dos ventos.

Mas Shahriar Haeri e colegas da Universidade de Aalto, na Finlndia, querem muito mais: Eles querem usar um jato de ar para mover objetos distncia de modo controlado, e fazer esses objetos deslocarem-se em qualquer direo – incluindo faz-los voltar na direo do fluxo de ar.

“O fluxo de ar, ou vento, est em todo o ambiente em que vivemos, movendo objetos como plen, patgenos, gotculas, sementes e folhas. O vento tambm tem sido usado ativamente na indstria e em nossa vida cotidiana – por exemplo, em sopradores de folhas para limpar o jardim. Mas, at agora, no podamos controlar a direo em que as folhas se movem – s podamos junt-las numa pilha,” contextualizou o professor Quan Zhou, coordenador da equipe.

Mas isso acaba de mudar porque os pesquisadores desenvolveram uma tcnica que permite mover objetos de modo precisamente controlado, fazendo-os seguir trajetrias previamente determinadas, e fazer isto distncia, sem que voc precise pegar um soprador e ficar ajustando sua posio ou empurrando o objeto para l e para c.

A nova abordagem poder at ser integrada a robs, dando s mquinas o que os pesquisadores chamam de “dedos etreos”, verdadeiros membros invisveis para controlar objetos distncia.

Diferentes objetos (de pedaos de isopor a lenos de papel) movidos em trajetrias de letras.
[Imagem: Shahriar Haeri et al. – 10.1002/aisy.202400174]

Movendo objetos com vento

O primeiro passo para manipular objetos com o vento compreender como os objetos se movem no fluxo de ar. Para esse fim, Haeri registrou milhares de movimentos de amostras submetidas a fluxos de ar gerados artificialmente. Esses dados serviram ento para construir modelos computadorizados descrevendo a reao dos objetos ao jato de ar e como isso resulta em movimentos sobre a superfcie onde o objeto est.

A anlise mostrou que, embora o fluxo de ar seja geralmente catico, ele ainda regular o suficiente para mover objetos de forma controlada em diferentes direes – at mesmo de volta ao bocal que sopra o ar.

O modelo computadorizado ento foi usado invertido, partindo do movimento desejado para gerar o fluxo de ar necessrio para faz-lo acontecer.

“Ns projetamos um algoritmo que controla a direo do bocal de ar com dois motores. O jato de ar soprado sobre a superfcie a vrios metros de distncia e na lateral do objeto, de modo que o campo de fluxo de ar gerado mova o objeto na direo desejada. O algoritmo de controle ajusta repetidamente a direo do bocal de ar para que o fluxo de ar mova os objetos ao longo da trajetria desejada,” descreveu Zhou.

O modelo computadorizado permitiu automatizar tudo, criando uma autntica “ferramenta de vento”.
[Imagem: Shahriar Haeri et al. – 10.1002/aisy.202400174]

Ferramentas de vento

A demonstrao impressiona, com objetos sendo movido ao longo de trajetrias retas, curvas, crculos completos e at mesmo trajetrias complexas como o caminho que um lpis deve ser movido para escrever uma letra.

A tecnologia ainda precisa ser refinada para funcionar em ambiente real, onde o fluxo de ar gerado pelo bocal sofrer a influncia de correntes de ar naturais, mas os pesquisadores esto otimistas quanto ao potencial da sua abordagem.

As ideias vo desde coletar itens espalhados em uma superfcie, como empurrar folhas e resduos no jardim para um ponto de coleta, at tarefas complexas de processamento, onde o contato fsico impraticvel ou perigoso demais, como no manuseio de circuitos eltricos.

“Acreditamos que esta tcnica pode ficar ainda melhor com uma compreenso mais profunda das caractersticas do campo de fluxo de ar, que no que trabalharemos a seguir,” contou Zhou.

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