Entrevistas
Dr. David Zarrouk, Diretor do Laboratório de Robótica Médica e Bioinspirada – Série de Entrevistas
David é um Professor Assistente Sênior (professor assistente) no departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Ben Gurion do Neguev, e diretor do Laboratório de Robótica Médica e Bioinspirada. Seus interesses estão nos campos de biomimética, millisistemas, robótica em miniatura, interações flexíveis e escorregadias, robótica espacial, mecanismos subatuados e minimamente atuados e cinemática teórica.
O que foi que inicialmente o atraiu para o campo da robótica?
Desde a minha infância, eu sempre fui fascinado por máquinas. Eu sempre tentei construí-las e, eventualmente, após me formar em Engenharia Mecânica, fiquei entusiasmado em poder me concentrar em desenvolver robôs na Universidade Ben-Gurion do Neguev que possam rastejar dentro do corpo.
Você tem um Ph.D. em robótica médica. Quais são alguns dos tipos de aplicações de robótica médica que o deixam mais entusiasmado?
Qualquer aplicação que envolva precisão que possa ser programada é um candidato possível para uma solução robótica. Dois robôs que eu trabalhei no passado envolviam aqueles que rastejam dentro do corpo e realizam cirurgias cerebrais usando agulhas.
Um dos robôs que você criou é chamado de The Flying Star, que é um robô híbrido de Rastejamento e Voo. Qual foi a inspiração por trás desse robô?
O mecanismo de dispersão dos robôs STAR é inspirado em insetos, mas inclui rodas, o que combina as vantagens de criaturas bioinspiradas e veículos com rodas.
Quais foram alguns dos desafios por trás da construção do The Flying Star?
O Flying STAR não é um quadricóptero regular, pois muda a orientação de suas asas, o que influencia sua dinâmica de controle geral. As variáveis de design diferentes foram desafiadoras no início, e a transição entre o modo de voo e o modo de dirigir exigiu peças únicas que tivemos que desenvolver por conta própria.
Fiquei impressionado com a versatilidade do The Flying Star, ele pode literalmente desviar de obstáculos, rastejar por baixo deles, voar por cima deles, etc. Pode discutir como o The Flying Star toma a decisão sobre qual modo de transporte usar? Como ele escolhe se rastejar por baixo de um objeto ou voar por cima?
O Flying STAR foi inicialmente projetado para fins de busca e resgate e para entrega de pacotes de última milha. Estamos desenvolvendo algoritmos para determinar quando voar ou dirigir com base nas distâncias e nos requisitos de energia, mas também na forma do obstáculo. O algoritmo de decisão, que ainda está sendo desenvolvido, será baseado em mapeamento de câmera do entorno. Se uma abertura for alta o suficiente para rastejar por baixo, o FSTAR simplesmente passará por ela. Caso contrário, ele voará. Um operador humano ainda pode ser necessário em espaços confinados desafiadores (como escombros).
<strong.Minha primeira impressão quando vi o vídeo do Robô de Pista Contínua Reconfigurável com Atuação Mínima foi que, com uma câmera em sua proa, seria perfeito para busca e resgate. Quais são alguns casos de uso que você visualiza para tal robô?
O robô de pista contínua reconfigurável foi desenvolvido principalmente para fins de busca e resgate em terrenos difíceis, como escombros. Mas ele também pode ser usado para outras aplicações, como escavação, agricultura e rastejamento dentro de tubos para manutenção industrial.
Um dos seus projetos anteriores é o SAW, um Robô de Pista Contínua Reconfigurável com Atuação Mínima. Qual foi a inspiração por trás desse robô?
O robô SAW (onda única com atuador) foi originalmente inspirado por organismos biológicos em miniatura que nadam ondulando suas caudas. Criar esse robô foi muito desafiador. Embora as equações mostrassem que um único motor é necessário para desenvolver o movimento ondulatório, realizar esse movimento mecanicamente não foi simples. Eu encontrei a solução quando estava ensinando o curso de Projeto Mecânico e percebi que a projeção lateral de uma mola é uma função seno que avança quando a mola é rotacionada.
Quão pequeno você poderia fazer o SAW? É possível ter um robô do mesmo tamanho no futuro que possa ser usado para viajar dentro do corpo humano?
O principal propósito do robô SAW é rastejar dentro do corpo. Nosso design mais recente tem menos de 1,5 cm de largura e é capaz de rastejar dentro do intestino de um porco (ex-vivo). Atualmente, estamos procurando financiamento para desenvolver robôs menores para rastejar dentro do sistema digestivo. Acreditamos que isso é muito possível.
Uma das observações que fiz sobre os seus robôs é que muitos deles são baseados na simplicidade. Você intencionalmente tenta ser minimalista quando se trata do número de componentes funcionais em qualquer robô?
Nós seguimos a lógica da simplicidade. Uma citação atribuída a Albert Einstein diz: “Tudo deve ser tão simples quanto possível, mas não mais simples”. Um número menor de componentes significa melhor confiabilidade, vida útil mais longa, maior densidade de potência e facilita muito a redução do tamanho dos robôs.
O que você está trabalhando atualmente?
No meu laboratório da Universidade Ben-Gurion, estamos trabalhando atualmente em vários projetos, que incluem modelagem de um robô que pode rastejar dentro do corpo, robôs seriados para aplicações agrícolas e alguns pequenos robôs de busca e resgate.
Alguma outra coisa que você gostaria de compartilhar com os nossos leitores?
Eu encorajo fortemente os pais e as crianças a se envolverem em mecatrônica/robótica. Com a tecnologia de hoje, é possível comprar componentes amigáveis ao usuário (impressoras 3D, controladores Arduino, motores, sensores, etc.) a baixo custo e programá-los com recursos disponíveis em casa. Isso pode ser uma atividade divertida para toda a família (especialmente nesse período de tempo em que estamos principalmente em casa). Eu também encorajo as crianças a se envolverem em ciências e no uso de computadores para fins educacionais (não apenas para jogos).
Obrigado pela entrevista. Eu realmente gosto de aprender sobre a sua abordagem única para projetar robótica verdadeiramente inovadora. Os leitores que desejam aprender mais devem visitar o Laboratório de Robótica Médica e Bioinspirada.
