Engenheiros Buscam na Natureza para Criar Robô Semelhante a um Pássaro

Os engenheiros Mark Cutkosky e David Lentink, que trabalharam nos laboratórios da Universidade de Stanford antes de se mudar para a Universidade de Groningen, na Holanda, desenvolveram um robô semelhante a um pássaro que pode pousar e carregar objetos.

William Roderick, PhD, foi um estudante de pós-graduação em ambos os laboratórios.

“Não é fácil imitar como os pássaros voam e pousam”, disse Roderick. “Depois de milhões de anos de evolução, eles fazem a decolagem e a aterrissagem parecerem tão fáceis, mesmo entre toda a complexidade e variabilidade dos galhos de uma floresta.”

Os pesquisadores vêm estudando robôs inspirados em animais e robôs aéreos inspirados em pássaros por anos, o que levou ao desenvolvimento do novo robô de pouso.

O robô foi detalhado em um artigo publicado em 1 de dezembro no Science Robotics.

O dispositivo é chamado de “agarrador aéreo inspirado na natureza estereotipado”, ou SNAG. Quando é anexado a um drone quadcopter, o resultado é um robô que pode voar, pousar em diferentes superfícies e pegar e carregar objetos. Os pesquisadores usaram o robô para comparar diferentes tipos de arranjos de dedos de pássaros e medir microclimas na floresta do Oregon.

https://www.youtube.com/watch?v=JEKttzocgwU

Estudos Anteriores com Periquitos

Os estudos anteriores da equipe com pássaros envolviam periquitos, que são a segunda espécie de pássaro mais pequena. Os pássaros foram gravados por câmeras de alta velocidade enquanto voavam para frente e para trás entre perches especiais, que eram representadas em diferentes tamanhos e materiais. Essas perches continham sensores que capturavam as forças físicas associadas aos pássaros enquanto decolavam, aterrissavam e pousavam.

Roderick é o autor principal do artigo.

“O que nos surpreendeu foi que eles fizeram as mesmas manobras aéreas, independentemente da superfície em que estavam pousando”, disse Roderick. “Eles deixavam os pés lidarem com a variabilidade e complexidade da textura da superfície em si.” Esse comportamento formulaico visto em todos os pássaros ao pousar é por que o “S” em SNAG significa “estereotipado”.

Estrutura do SNAG

O SNAG é semelhante aos periquitos na forma como ele se aproxima de cada pouso da mesma maneira. No entanto, devido ao tamanho do quadcopter, o SNAG é baseado nas pernas de um falcão peregrino. Em vez de ossos, ele possui uma estrutura impressa em 3D, e ele tem motores e linha de pesca como músculos e tendões.

Cada perna do robô tem seu próprio motor que a move para frente e para trás, bem como um adicional para agarrar. Um mecanismo na perna do robô ajuda a absorver a energia de impacto de pouso, que é então passivamente convertida em força de agarrar. Isso ajuda a criar um agarre forte e de alta velocidade que pode ser acionado para fechar em apenas 20 milissegundos. Os tornozelos do SNAG travam uma vez que ele envolve um galho, e um acelerômetro localizado no pé direito relata quando ele pousou, acionando um algoritmo de equilíbrio para estabilização.

Aplicações Potenciais

Existem muitas aplicações potenciais para um robô como o SNAG, como missões de busca e resgate e monitoramento de incêndios florestais. Ele também pode ser anexado a tecnologias diferentes de drones e ser colocado ao lado de pássaros para obter insights sobre biologia aviária.

De acordo com Roderick, uma das aplicações potenciais mais promissoras e emocionais é a pesquisa ambiental. A equipe anexou um sensor de temperatura e umidade ao robô antes de usá-lo para registrar o microclima no Oregon.

“Parte da motivação subjacente deste trabalho foi criar ferramentas que possamos usar para estudar o mundo natural”, disse Roderick. “Se tivéssemos um robô que pudesse agir como um pássaro, isso poderia desbloquear novas maneiras completamente de estudar o ambiente.”

O novo robô SNAG sem dúvida desempenhará um papel importante na melhoria de nossa pesquisa ambiental, fornecendo novos insights que estavam anteriormente fora do alcance.