Computador de borracha elimina último componente rígido dos robôs moles

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/04/2019

Nesta demonstração, o "computador macio" - contido dentro do tubo - é usado para manipular uma garra construída anteriormente pela equipe.
[Imagem: Daniel J. Preston]

Robôs macios

A última peça que faltava para que os robôs moles - há quem prefira robôs macios - se tornassem inteiramente moles acaba de ser amolecida.

Com isto, torna-se possível construir robôs sem qualquer parte rígida ou metálica, o que significa dizer também, sem nenhuma eletrônica.

"Estamos emulando o processo de pensamento de um computador eletrônico usando apenas materiais flexíveis e sinais pneumáticos, substituindo os componentes eletrônicos por ar pressurizado," conta Daniel Preston, da Universidade Harvard, nos EUA.

Até agora, a maioria dos robôs macios ainda contava com peças rígidas: Válvulas de metal abrem e fecham os dutos de ar que operam as garras e braços feitos de borracha, e um computador informa a essas válvulas quando se movimentar.

Com a nova tecnologia, tudo poderá ser feito de borracha e outros materiais macios e flexíveis.

Para o robô submersível, em vez da garra há uma bexiga que enche e esvazia para fazê-lo afundar ou flutuar.
[Imagem: Daniel J. Preston]

Lógica com ar comprimido

Para tomar decisões, os computadores usam portas lógicas digitais, circuitos eletrônicos que recebem mensagens (entradas) e determinam reações (saídas) com base em sua programação. O "hardware" humano não é tão diferente: quando um médico bate em um tendão abaixo da nossa rótula (entrada), o sistema nervoso está programado para empurrar a perna (saída).

O computador mole de Preston imita esse sistema usando tubos de silicone e ar pressurizado.

Para obter os tipos mínimos de portas lógicas necessárias para operações complexas - neste caso, NOT, AND e OR - ele programou válvulas flexíveis desenvolvidas anteriormente pela equipe para reagir a diferentes pressões de ar - para a porta lógica NOT, por exemplo, se a entrada for de alta pressão, a saída será de baixa pressão.

Com estas três portas lógicas torna-se possível replicar qualquer comportamento encontrado em qualquer computador eletrônico.

Preston demonstrou isto construindo um robô submersível semiautônomo que mede a pressão da água usando seu computador mole. O robô mergulha quando detecta uma pressão baixa (perto da superfície) e sobe quando detecta uma pressão alta (em profundidade). Um botão externo pode fazê-lo parar na profundidade desejada.

O robô também pode ficar longos períodos coletando dados, como se exige dos robôs submarinos, sem gastar energia. Mesmo em repouso, o robô usa um resistor pneumático, através do qual o ar flui entre a atmosfera e uma fonte de vácuo ou pressão para manter a estase. E os circuitos não precisam de entrada de energia quando estão inativos, o que pode ser crucial em situações em que os robôs viajam longe de uma fonte de energia confiável.

Estrutura do computador de borracha e ar comprimido.
[Imagem: Daniel J. Preston et al. (2019)]

Robôs macios

Robôs construídos apenas com partes macias têm vários benefícios, como funcionar ao lado de trabalhadores humanos sem riscos de ferimentos sérios. Eles também são tipicamente mais baratos e mais simples de construir, leves, duráveis e resistentes a danos e materiais corrosivos.

Adicionar inteligência permitirá que os robôs macios sejam usados para muito mais do que apenas manusear frutas, como já estão sendo empregados, avançando em várias áreas onde tamanho e velocidade não são requisitos importantes. Por exemplo, um robô pode sentir a temperatura de um usuário e emitir um aperto suave para indicar febre, alertar um mergulhador quando a pressão da água subir demais ou empurrar detritos após um desastre natural para ajudar a encontrar vítimas e oferecer ajuda.

Robôs macios também podem se aventurar onde a eletrônica se dá mal: Áreas com alta radiação, como nos inevitáveis acidentes nucleares, no espaço exterior ou dentro de máquinas de ressonância magnética.

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