Ele cabe em uma lata de Pringles: o drone que desafia a física e revela o futuro da robótica
Com o tamanho de um inseto e precisão cirúrgica, o novo drone mostra como a robótica caminha para ficar mais leve, inteligente e próxima do impossível
Este drone é tão pequeno que pode se esgueirar para qualquer lugar.
Voando com a estabilidade e agilidade de um quadricóptero comum, seu design é diferente de tudo que você já viu. A pequena aeronave, que poderia voar confortavelmente através de uma lata de Pringles, também possui uma câmera embutida. Imagine as possibilidades da Estrela da Morte (estação espacial bélica do Império Galáctico em Star Wars), semelhantes às de uma trincheira.
"Eu queria construir o menor drone FPV do mundo", declara seu criador em seu vídeo tutorial. Embora existam outros drones comerciais quase tão pequenos, não consegui encontrar um drone com visão em primeira pessoa — uma aeronave controlada remotamente que você pode manobrar com óculos de realidade virtual — que pudesse se aproximar do tamanho diminuto deste aparelho.
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Para criar o drone, o inventor, conhecido pelo pseudônimo do YouTube Hoarder Sam, precisou redesenhar drones tradicionais, desafiando a sabedoria popular na comunidade de drones de que quadricópteros com uma estrutura de 2,5 polegadas (65 milímetros) são o mínimo absoluto para um voo estável. Sua criatura voadora mede apenas 2 cm entre os rotores e, ainda assim, voa com precisão perfeita.
DRONE DE OSSO
A genialidade de Hoarder Sam não estava em inventar novas peças ou adotar a biomimética, como insetos robóticos experimentais, mas em reorganizar radicalmente as peças existentes. A ideia central foi inspirada em um antigo projeto comunitário conhecido como "drone de osso", que sobrepõe suas hélices para criar um perfil extremamente estreito, permitindo-lhe navegar em espaços apertados.
O começo do projeto foi desmontando um microdrone comercial popular, o BetaFPV Air65, e transplantando seus componentes eletrônicos para um corpo completamente novo e muito mais compacto.
Para entender o quão radical isso é, é preciso considerar como um quadricóptero padrão funciona. Os drones alcançam estabilidade e movimento controlando precisamente a velocidade de quatro hélices, cada uma posicionada no canto de uma estrutura quadrada ou em "X". Esse layout lhe confere um centro de gravidade estável e permite uma lógica de controle direta.
Um drone de osso quebra essa convenção ao empilhar os motores e as hélices mais próximos, criando um formato de "I" que lembra um osso de cachorro de história em quadrinhos. Esse arranjo torna o drone inerentemente instável e muito mais difícil de controlar, já que a física de sua sustentação e equilíbrio é completamente alterada.
O desafio de Sam era fazer esse design instável funcionar em microescala. Usando o SolidWorks, um programa de modelagem 3D, ele projetou um novo chassi com apenas 22 milímetros (0,86 polegadas) entre os motores — uma redução de quase 70% em relação ao Air65 original.
O novo esqueleto impresso em 3D encaixa o controlador de voo entre duas placas e posiciona os motores em suportes deslocados. A estrutura final, totalmente montada com bateria e câmera, pesa pouco menos de 25 gramas (uma onça).
MICROCIRURGIA E COMPONENTES-CHAVE
O cérebro do drone é seu controlador de voo cinco em um, que combina cinco componentes essenciais — o próprio controlador de voo, um controlador eletrônico de velocidade (ESC) para cada motor e o receptor de rádio — em uma única placa minúscula. Ele usa um giroscópio ICM42688P — um dispositivo que reconhece a orientação de qualquer objeto ao qual esteja conectado — e opera em uma unidade de processamento central com um poder de computação excepcionalmente alto para seu tamanho.
Esse processamento é crucial, pois o layout peculiar do drone exige cálculos constantes e extremamente rápidos para se manter no ar. O giroscópio envia dados de movimento ao processador milhares de vezes por segundo. O processador ajusta a velocidade do motor de forma independente em tempo real para evitar que o drone caia do céu
Este cérebro é acoplado a quatro motores que giram até 23.000 vezes por minuto, projetados para alimentar ajustes rápidos para sua extrema agilidade. A energia vem de uma bateria LiPo com pouco mais de uma moeda de 25 centavos de dólar. Assim como com os outros componentes eletrônicos principais, ele reutilizou a câmera do BetaFPV Air original, transplantando-a para seu microchassi reduzido.
DOMANDO O SOFTWARE
Com o hardware montado, o drone reconstruído era uma fera totalmente nova, de modo que seu software de controle original não conseguia controlar o voo. A configuração "esquelética" confundiu completamente o sistema. Usando o Betaflight, um software de configuração de drones de código aberto, Sam reescreveu os parâmetros de voo do zero.
Ele descobriu que a orientação do controlador de voo estava desviada em 45 graus e a configuração do motor estava errada. Ele teve que corrigir o ângulo de guinada — a rotação do drone em seu eixo vertical — e então remapear os motores um por um no software até que o sistema entendesse o novo layout físico.
Após vários testes, o microdrone finalmente pairou como esperado, respondendo aos seus controles com uma estabilidade surpreendente.
Leia mais: Você cai na armadilha do orçamento mental? Entenda o hábito que faz o dinheiro sumir sem perceber : Ele cabe em uma lata de Pringles: o drone que desafia a física e revela o futuro da robóticaApesar de seu design extremo, a máquina é notavelmente funcional, embora limitada pelo tamanho de sua bateria: atinge um tempo de voo de dois minutos e meio. Isso é apenas 30 segundos a menos que o drone comercial do qual foi criada, mas ainda assim é tempo muito curto para ser prático para, digamos, missões de vigilância militar. Ela também precisa ser lançada manualmente para evitar que as hélices atinjam o solo — mas, uma vez no ar, demonstra uma agilidade incrível. Esta última não é um obstáculo. A primeira poderia ser consertada, talvez, com energia sem fio usando micro-ondas.
À medida que a guerra na Ucrânia continua, vemos iterações e inovações diárias em drones de todos os tamanhos e formatos. De aeronaves do tamanho de Cessnas e drones que se acham mísseis de cruzeiro a naves-mãe de drones hipersônicos, não há fim para esse tipo particular de criatividade destrutiva. A Ucrânia usou rádios para bloquear as transmissões de drones russos. Então, a Rússia respondeu conectando seus drones com conexões diretas por cabo de até 40 quilômetros.
A ideia de enxames de drones espiões do tamanho de insetos, que poderiam ser facilmente implantados por tropas para mapear um terreno, localizar inimigos ou estabelecer perímetros defensivos, parece o tipo de aplicação que todo exército desejaria ter.
