Engenheiros suíços criam robôs que voam e se deslocam utilizando apenas ondas sonoras

Engenheiros da Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL), na Suíça, criaram robôs capazes de se deslocar e voar sem a utilização de motores. A tecnologia, detalhada em estudo na revista Science Advances, utiliza ondas sonoras para gerar propulsão, baseando-se na ressonância de Helmholtz, fenômeno físico identificado no século XIX.

O mecanismo funciona de forma análoga ao som produzido ao soprar o gargalo de uma garrafa vazia: quando o ar em uma cavidade entra em ressonância, é expelido em forma de jato. Para aplicar isso à robótica, os pesquisadores desenvolveram estruturas ocas em escala minúscula, projetadas para reagir a frequências específicas e converter a pressão sonora em força de movimento.

Tecnologia de ultrassom e fabricação

A viabilidade do sistema depende da redução drástica do tamanho dos ressonadores. Essa diminuição desloca a frequência de ativação para a faixa dos ultrassons, que são imperceptíveis ao ouvido humano e permitem um direcionamento mais preciso. Selman Sakar, professor de engenharia mecânica da EPFL e coautor da pesquisa, explica que, enquanto instrumentos musicais possuem baixa pressão, o aumento dessa pressão em dispositivos menores gera um jato com força suficiente para impulsionar máquinas.

Para a construção dos protótipos, a equipe empregou a impressão de dois fótons, uma técnica de impressão 3D especializada. O processo permitiu fabricar as cavidades seguindo as equações de Helmholtz, validando a eficácia do impulso por meio de simulações computacionais e testes laboratoriais, eliminando a necessidade de componentes motores convencionais.

Aplicações e protótipos

A eficácia do método foi testada em dois modelos distintos:

• Barcos de 5 centímetros: Equipados com múltiplos ressonadores ajustados a frequências diferentes e orientados em diversas direções. O controle de direção (avançar, esquerda ou direita) era feito alterando o tom emitido por um alto-falante.
• Microrrobôs voadores de 1 milímetro: Capazes de gerar sustentação de duas formas: expulsando o ar para baixo, como um foguete, ou utilizando o som para girar pequenas pás, simulando o funcionamento de um helicóptero.

A ausência de eixos, bobinas ou ímãs permite que esses dispositivos alcancem dimensões reduzidas, superando as limitações físicas dos motores tradicionais. No futuro, a tecnologia poderá ser aplicada na manipulação de objetos no ar ou no desenvolvimento de superfícies flexíveis que alteram sua forma via frequência sonora, com potencial uso em aplicações biomédicas, como a criação de stents cardíacos.