Pesquisadores Constroem Robô a Partir de Múltiplos Menores Impressos em 3D

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia construíram um robô que consiste inteiramente em menores conhecidos como “smarticles”. Essa nova técnica de locomoção desafia a forma convencional de criar robôs a partir de motores, baterias, atuadores, segmentos do corpo, pernas e rodas.

A nova pesquisa foi apoiada pelo Army Research Office, a National Science Foundation e pesquisadores da Northwestern University. Foi publicada na revista Science Robotics.

Essas partículas ativas inteligentes impressas em 3D só podem realizar a função de bater as duas braços. O potencial dessas smarticles muda sempre que há cinco delas confinadas em um círculo. Quando juntas, elas formam um sistema robofísico chamado de “supersmarticle” empurrando umas às outras. Esse supersmarticle é então capaz de se mover independentemente. Se um sensor de som ou luz for adicionado, é então capaz de ser controlado por estímulo.

Esse novo sistema ainda está em sua infância, mas a ideia de criar robôs agrupando menores tem um enorme potencial. Ele fornece capacidades de grupo e pode levar a um controle mecânico baseado em robôs pequenos. O agrupamento de robôs menores também pode levar a uma nova locomoção.

Dan Goldman é um professor da Dunn Family na Escola de Física do Instituto de Tecnologia da Geórgia.

“Esses são robôs muito rudimentares cujo comportamento é dominado pela mecânica e pelas leis da física”, disse ele. “Não estamos procurando colocar controle sofisticado, sensores e computação neles. À medida que os robôs se tornam menores e menores, teremos que usar princípios de mecânica e física para controlá-los, porque eles não terão o nível de computação e sensores que precisamos para controle convencional.”

A pesquisa foi construída sobre o estudo de rebites de construção que foram despejados em um recipiente com lados removíveis. Um ex-aluno de doutorado e agora membro da faculdade da Universidade da Califórnia, San Diego, Nick Gravish, então removeu as paredes do recipiente para criar estruturas que pudessem ficar de pé sozinhas. Ele percebeu que objetos mecânicos poderiam ser colocados juntos para criar estruturas que pudessem fazer muito mais do que seus componentes individuais.

“Um robô feito de outros robôs rudimentares se tornou a visão”, disse Goldman. “Você pode imaginar fazer um robô no qual você ajustaria um pouco os parâmetros geométricos e o que emerge são comportamentos qualitativamente novos.”

Will Savoie, um assistente de pesquisa de graduação, criou smarticles com bateria impressos em 3D. Eles tinham motores, sensores simples e algum poder de computação. Individualmente, as smarticles não podem fazer muito, mas elas são capazes de mudar de localização e interagir umas com as outras quando colocadas em um anel.

“Mesmo que nenhum robô individual possa se mover sozinho, a nuvem composta por vários robôs pode se mover empurrando-se para longe e encolhendo-se ao se juntar”, de acordo com Goldman. “Se você colocar um anel ao redor da nuvem de pequenos robôs, eles começam a chutar uns aos outros e o anel maior — o que chamamos de supersmarticle — se move aleatoriamente.”

Os pesquisadores também aprenderam que poderiam controlar o movimento dos robôs usando sensores de luz. Eles foram capazes de parar os braços de bater com um feixe de luz.

“Se você inclinar a lanterna exatamente certo, você pode destacar o robô que você deseja que esteja inativo, e isso faz com que o anel se mova em direção a ele ou para longe dele, mesmo que nenhum robô esteja programado para se mover em direção à luz”, explicou Goldman. “Isso permitiu que o ensemble fosse direcionado de uma maneira muito rudimentar e estocástica.”

Esses novos desenvolvimentos ajudarão na criação de robôs de enxame que são compostos por vários dispositivos menores. Eles poderiam ser alterados para que sejam úteis em uma variedade de situações e aplicações diferentes. O Exército dos EUA também se interessou pelo novo projeto, pois pode ajudar a criar robôs que mudam de forma, que podem alterar suas modalidades e funções.