Robô “Sem Cérebro” Navega Ambientes Complexos em Avanço na Robótica

No campo em evolução da robótica, um novo avanço foi introduzido por pesquisadores: um robô macio que não requer direção humana ou computacional para navegar mesmo em ambientes complexos. Esta nova invenção se baseia em trabalhos anteriores onde um robô macio demonstrou habilidades de navegação básicas em labirintos mais simples.

Aproveitando a Inteligência Física para Navegação

Jie Yin, coautor correspondente do estudo e professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade Estadual da Carolina do Norte, esclareceu sobre esse avanço:

“Em nosso trabalho anterior, demonstramos que nosso robô macio era capaz de girar e se contorcer para passar por um curso de obstáculos muito simples. No entanto, ele não conseguia girar a menos que encontrasse um obstáculo. Essa limitação significava que o robô às vezes ficava preso, saltando para frente e para trás entre obstáculos paralelos.”

Ele acrescentou, “Desenvolvemos um novo robô macio que é capaz de girar sozinho, permitindo que ele atravesse labirintos sinuosos, mesmo contornando obstáculos móveis. Tudo isso é alcançado usando inteligência física, não dependendo da orientação de um computador.”

O termo “inteligência física” denota o comportamento intrínseco de objetos dinâmicos, como robôs macios, definidos por seu design estrutural e materiais, e não por intervenção humana ou computacional externa.

Esta nova geração de robôs macios emprega elastômeros de cristal líquido em forma de fita. Quando são colocados em uma superfície mais quente do que o ar circundante, especificamente acima de 55 graus Celsius (131 graus Fahrenheit), a fita em contato com a superfície contrai enquanto a parte exposta permanece inalterada. Essa discrepância dispara um movimento de rolagem, que acelera com a temperatura da superfície.

Inovação Através da Asimetria

O aspecto distinto desse robô está em seu design. Ao contrário de seu predecessor simétrico, a nova versão compreende duas metades distintas. Um segmento se estende em uma linha reta, semelhante a uma fita torcida, enquanto o outro espelha uma fita enrolada apertadamente, girando como uma escada.

Essa divergência no design leva a que uma extremidade do robô exerça mais força do que a outra, provocando um movimento não linear. Yao Zhao, o primeiro autor do artigo e pesquisador pós-doutoral na NC State, explica o princípio: “Pense em um copo de plástico com uma boca mais larga do que a base. Quando você o rola, ele não segue uma trajetória reta, mas arqueia sobre uma superfície. É o efeito de seu design assimétrico.”

Zhao elabora ainda, “O conceito por trás de nosso novo robô é bastante simples: devido ao seu design assimétrico, ele gira autonomamente sem precisar de contato com objetos. Então, embora ele possa ainda redirecionar seu caminho ao encontrar um objeto – uma característica que lhe permite atravessar labirintos –, ele não pode ficar preso entre barreiras paralelas. Seu movimento em arco permite que ele se esgueire efetivamente.”

Testes nesse robô mostraram sua capacidade de manobrar por labirintos intricados, mesmo aqueles com paredes móveis. Impressionantemente, ele podia se esgueirar por aberturas menores do que seu próprio tamanho. Esses testes foram realizados em diversas superfícies, como superfícies metálicas e areia.

Esse trabalho inovador introduz uma perspectiva inovadora para os designs de robôs macios. Como Yin afirma, “Este trabalho é mais um passo à frente em nos ajudar a desenvolver abordagens inovadoras para o design de robôs macios — especialmente para aplicações onde robôs macios podem aproveitar a energia térmica ambiental.”

À medida que o mundo da robótica cresce, o potencial desses robôs macios “sem cérebro” em aplicações do mundo real parece ilimitado.