Entrevistas
Dr. David Zarrouk, Diretor do Laboratório de Robótica Bioinspirada e Médica – Série de Entrevistas
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David é um professor assistente sênior (professor assistente) no departamento de ME da Universidade Ben Gurion do Negev e diretor do Laboratório de Robótica Bioinspirada e Médica. 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 o atraiu inicialmente 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 Negev 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 direção exigiu peças únicas que tivemos que desenvolver por conta própria.
Fiquei impressionado com a versatilidade do The Flying Star, que pode literalmente desviar obstáculos, rastejar sob eles, voar sobre eles, etc. Pode discutir como o The Flying Star toma a decisão sobre qual modo de transporte usar? Como ele escolhe se rastejar sob um objeto ou voar sobre ele?
O Flying STAR foi projetado inicialmente 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 em distâncias e 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 sob ela, o FSTAR simplesmente dirigirá através dela. Caso contrário, ele voará. Um operador humano ainda pode ser necessário em espaços confinados desafiadores (como escombros).
Minha primeira impressão quando vi o vídeo do Minimally actuated Reconfigurable Continuous Track Robot foi que, com uma câmera em sua proa, seria perfeito para busca e resgate. Quais são alguns casos de uso que você visualiza para esse robô?
O robô de trilha contínua reconfigurável foi desenvolvido principalmente para fins de busca e resgate em terrenos difíceis, como escombros. No entanto, 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 trilha contínua reconfigurável minimamente atuado. Qual foi a inspiração por trás desse robô?
O robô SAW (onda única com atuador) foi originalmente inspirado em 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. Encontrei a solução quando estava lecionando o curso de Design Mecânico e percebi que a projeção lateral de uma mola é uma função senoidal que avança quando a mola é rotacionada
Quão pequeno você poderia tornar o SAW? É possível ter um robô semelhante em tamanho no futuro que possa ser usado para viajar dentro do corpo humano?
O propósito principal 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 seus robôs é que muitos deles são baseados na simplicidade. Você intencionalmente tenta ser minimalista em relação ao número de componentes funcionais em qualquer robô?
Seguimos a lógica da simplicidade. Um ditado atribuído 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 possa 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 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. 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 sua abordagem única para projetar robótica verdadeiramente inovadora. Os leitores que desejam aprender mais devem visitar o Laboratório de Robótica Bioinspirada e Médica.
