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Drones subaquáticos que imitam arraias-manta são testados pela China para missões científicas e militares no Mar da China Meridional.
Pesquisadores chineses estão desenvolvendo enxames de drones subaquáticos com movimentação mais eficiente, baseando-se no nado das arraias-manta.
A proposta é criar sistemas que imitam o comportamento natural desses animais para formar formações coordenadas, reduzindo o gasto de energia e aumentando o desempenho das missões.
A natureza como modelo de inovação
Formações de voo de pássaros e cardumes de peixes já inspiraram projetos tecnológicos no passado. Agora, as arraias-manta ganham destaque.
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Com nadadeiras largas e corpos aerodinâmicos, esses animais deslizam na água com leveza e pouca resistência.
Segundo os pesquisadores, seu formato e forma de nado oferecem um modelo valioso para projetar novos sistemas de propulsão subaquáticos.
“As tarefas de operação debaixo d’água estão ficando mais complexas. Muitas vezes, exigem veículos trabalhando juntos”, disse Pengcheng Gao, autor do estudo. “O formato e o desempenho das arraias-manta são de grande valor para a biomimética.”
Experimentos com formações de três arraias
O estudo foi conduzido por cientistas da Universidade Politécnica do Noroeste e do Instituto Ningbo, ambos na China.
Eles analisaram o comportamento de grupos de arraias-manta e criaram simulações baseadas em fotografias reais.
O foco foi em grupos de três indivíduos, testando três formações: uma linha reta (tandem linear), um triângulo em forma de V e um triângulo invertido.
Os resultados mostraram que a formação em linha favorece especialmente a arraia do meio.
Ela recebe um impulso da água gerada pela arraia da frente, o que melhora sua propulsão. Já as formações triangulares não apresentaram os mesmos ganhos. Apesar disso, continuam sendo comuns na natureza.
“A formação em tandem e a triangular são as mais observadas nas arraias durante a natação em grupo”, explicou Gao. “Essas observações indicam que três indivíduos formam uma unidade básica de nado coletivo.”
Limitações e próximos passos
Mesmo com menor eficiência, as formações triangulares ainda são usadas pelas arraias. Isso pode indicar que há outros motivos para sua escolha, como comunicação ou orientação entre os animais.
A pesquisa reconhece que o comportamento social também pode influenciar as decisões de formação.
Como as arraias formam desde pares até grandes grupos com milhares de indivíduos, entender como três interagem já é um passo importante. Essa base pode ajudar a desenvolver sistemas maiores com inteligência coletiva.
O estudo conclui destacando a importância de simular outros fatores nas próximas fases. “É preciso estudar como o desempenho muda com diferentes formações, espaçamentos e movimentos, além de aplicar algoritmos de aprendizado profundo para controlar os parâmetros de cada drone no grupo”, afirmou Gao.
A Physics of Fluids dedica-se à publicação de contribuições teóricas, computacionais e experimentais originais para a dinâmica de gases, líquidos e fluidos complexos. Clique para ver o estudo original https://pubs.aip.org/aip/pof.
No Seriado ” Viagem ao Fundo do Mar” havia um parecido.
Parece cópia do Subvoador do Seaview.
A China fez o Subvoador!