Robô-peixe pode crescer sem mudanças no projeto
[Imagem: Nana Obayashi/NYU]
Robôs aquáticos
Robôs subaquáticos que nadam como peixes, mesmo sendo muito mais complicados, são melhores para as pesquisas científicas porque as tradicionais hélices enroscam-se na vegetação, agitam os sedimentos e assustam a vida selvagem.
O problema é que o que funciona para um tamanho não funciona para o outro, de modo que os robôs inspirados em peixes são construídos para uma função e numa dimensão específicas – aumentar ou diminuir sua escala significa ter que começar do zero.
Por isso, Nana Obayashi e colegas da Universidade de Nova York, nos EUA, propuseram-se uma tarefa focada na versatilidade: Se já estamos imitando os peixes, então por que não imitar também o crescimento dos peixes. “Os ambientes que nos preocupam não são padronizados, então acreditamos que as ferramentas também não deveriam ser,” justificou ela.
O resultado é um robô-peixe modelado a partir do bacalhau e da cavala. Esses peixes nadam fazendo a maior parte do corpo curvar-se em direção à extremidade da cauda, um estilo que, na natureza, abrange uma gama excepcionalmente ampla de tamanhos corporais.
[Imagem: Nana Obayashi et al. – 10.1038/s44182-026-00105-z]
O mesmo robô de qualquer tamanho
O robô possui uma seção frontal rígida e uma cauda flexível, ambas feita de hastes de fibra de vidro. Um único motor traciona dois tendões que se cruzam perto da extremidade da cauda, produzindo a curvatura em forma de “S” necessária para o movimento de natação semelhante ao de um peixe.
O diâmetro das hastes que formam a cauda é a única parte que precisa mudar com o tamanho do robô. Elas ficam proporcionalmente mais grossas à medida que o robô aumenta de tamanho, para preservar o comportamento de flexão da cauda. O mecanismo do motor e o sistema de tendões cruzados permanecem os mesmos.
Isso é importante porque oferece uma plataforma para estudar como o desempenho da natação muda com a escala, uma questão difícil de estudar sistematicamente tanto em animais quanto em robôs personalizados.
A equipe construiu três robôs, medindo 0,6, 1,1 e 2,9 metros de comprimento – e testou o desempenho de natação de cada um em ambientes rasos, estreitos e profundos. O menor produziu padrões de movimento na água semelhantes aos deixados por peixes reais e, em todos os três tamanhos, o movimento de natação se alinhou perfeitamente após o ajuste ao tamanho do corpo, evidenciando que a abordagem de escalonamento preserva a marcha semelhante à de um peixe, mesmo com os robôs aumentando quase cinco vezes no comprimento.
[Imagem: Nana Obayashi et al. – 10.1038/s44182-026-00105-z]
Eficiência energética é outro papo
Mas nem tudo está pronto.
A eficiência energética, por exemplo, não acompanhou o aumento da escala. Os dois robôs menores tiveram desempenho semelhante, mas o maior foi consistentemente menos eficiente e precisou de um motor diferente e mais potente – os pesquisadores sugerem que o arrasto e a inércia podem ser os culpados. Embora a causa exata ainda não tenha sido determinada, o que está claro é que o movimento de natação em si foi escalonado de forma mais eficiente do que a energia necessária para produzi-lo.
Uma relação de compromisso semelhante surgiu nos testes de perturbação: O robô menor foi o mais ágil, mas se recuperou mais lentamente após ser desviado da rota, enquanto os robôs maiores foram menos ágeis, porém mais estáveis.
Ainda assim, a equipe acredita que sua abordagem – dimensionar em torno de um parâmetro estrutural chave – poderá ser aplicada a outros robôs flexíveis, incluindo aqueles que devem operar fora da água. Se o desempenho energético poderá de algum modo ser dimensionado com o mesmo sucesso que o movimento de natação é algo que deverá ser estudado.