Robô macio autônomo para ajudar em desastres e explorar outros planetas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/03/2020

Embora seja inflável, o robô muda de formato sem precisar de liberação ou injeção de ar adicional.
[Imagem: Nathan S. Usevitch et al. - 10.1126/scirobotics.aaz0492]

Robô inflável

Este é um robô flexível, pneumático e autônomo, capaz de navegar pelo ambiente sem precisar de uma conexão a uma fonte de energia ou ar-comprimido estacionária.

Além de mostrar a viabilidade da combinação da robótica tradicional com a robótica mole, ele também representa um passo importante no esforço de trazer robôs flexíveis para ambientes humanos, com suas características mais adequadas à interação com as pessoas do que os tradicionais robôs metálicos.

Os avanços na robótica mole - ou robótica macia - prometem robôs que ajudem os humanos a levantar objetos pesados ou tirá-los do perigo em casos de acidentes.

"A descrição casual desse robô que eu dou às pessoas é o Baymax, do filme Big Hero, misturado com Transformers. Em outras palavras, um robô macio e seguro para os humanos, misturado com robôs que podem mudar drasticamente sua forma," disse Nathan Usevitch, da Universidade de Stanford (EUA).

De fato, este protótipo é descendente de três tipos de robôs: robôs macios, robôs treliçados e robôs coletivos. Robôs macios são leves e maleáveis, robôs de treliça têm formas geométricas que podem ser alteradas e robôs coletivos são pequenos robôs que trabalham juntos, tornando-os particularmente fortes diante de falhas de alguma peça.

Pegar, manusear e arremessar uma bola foi fácil. Mas a equipe espera que no futuro ele possa resgatar humanos feridos em zonas de desastre.
[Imagem: Farrin Abbott/Stanford]

Uma combinação de muitos robôs

A versão mais simples deste robô mole é um tubo inflado contendo três pequenos mecanismos que comprimem o tubo para formar um triângulo. Um mecanismo mantém as duas extremidades do tubo juntas, enquanto os outros dois navegam ao longo do tubo, mudando a forma geral do robô movendo seus cantos. Os pesquisadores o chamam de "robô isoperimétrico" porque, embora a forma mude drasticamente, o comprimento total das bordas - e a quantidade de ar no interior - permanece o mesmo.

"Uma limitação significativa da maioria dos robôs flexíveis é que eles precisam ser conectados a um compressor de ar volumoso ou a uma parede, o que os impede de se mover. Então, nos perguntamos: e se mantivéssemos a mesma quantidade de ar dentro do robô o tempo todo?" disse Usevitch.

Para criar uma versão mais complexa do robô, basta juntar vários triângulos. Ao coordenar os movimentos dos diferentes motores, é possível fazer com que o robô execute comportamentos diferentes, como pegar uma bola envolvendo-a em três lados ou alterando o centro de massa do robô para fazê-lo rolar.

"Um entendimento chave que desenvolvemos foi que, para criar movimento com um robô pneumático grande e macio, você não precisa realmente bombear ar para dentro e para fora," descreveu o professor Elliot Hawkes, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara e coautor do trabalho. "Você pode usar o ar que já possui e apenas movê-lo com esses motores simples; esse método é mais eficiente e permite que nosso robô se mova muito mais rapidamente".

Demonstrações da versatilidade do robô mole.
[Imagem: Nathan S. Usevitch et al. - 10.1126/scirobotics.aaz0492]

Do espaço sideral à sua sala de estar

O campo da robótica mole é relativamente jovem, o que significa que os engenheiros ainda estão descobrindo as melhores aplicações para suas criações. Sua mescla de maciez e resistência pode torná-los úteis em residências e locais de trabalho, onde os robôs tradicionais podem causar ferimentos.

Os robôs macios também são uma opção atraente como ferramentas para resposta a desastres por poderem caminhar por qualquer terreno e carregar cargas, incluindo pacientes.

Outras possibilidades interessantes de uso do robô isoperimétrico podem estar fora do nosso planeta. "Este robô pode ser realmente útil para a exploração espacial - especialmente porque ele pode ser transportado em um pacote pequeno e, em seguida, operar autonomamente depois de inflado," disse Zachary Hammond, membro da equipe. "Em outro planeta, ele poderia usar sua capacidade de mudar de forma para atravessar ambientes complicados, espremendo-se em espaços apertados e se espalhando sobre obstáculos".

Por enquanto, a equipe está experimentando formas diferentes para seu robô flexível e planejando colocá-lo na água para ver se ele sabe nadar. Eles também estão explorando novos tipos de robôs flexíveis, cada um com seus próprios recursos.

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