Pesquisadores Desenvolvendo Exoesqueletos Robóticos Autônomo

Pesquisadores de robótica da Universidade de Waterloo estão trabalhando em um dos próximos grandes desenvolvimentos no campo da robótica: exoesqueletos robóticos autônomos. A nova tecnologia, que inclui pernas prostéticas, pode pensar e se mover sozinha por meio do uso de inteligência artificial (IA).

Os sistemas recém-desenvolvidos dependem de uma combinação de IA e visão computacional para imitar a forma como as pessoas caminham, observando o ambiente e ajustando os movimentos.

A pesquisa foi publicada no jornal IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Fazia parte de uma série mais longa de artigos de pesquisa e é intitulada “Simulação de Biomecânica de Levantar-para-Sentar para Exoesqueletos e Próteses Robóticas com Regeneração de Energia”.

Brokoslaw Lashowski é uma candidata a PhD em engenharia de sistemas de design. Atualmente, ela lidera o projeto de pesquisa ExoNet na universidade.

“Estamos dando visão a exoesqueletos robóticos para que eles possam controlar a si mesmos”, disse Laschowski.

Apesar de já existirem pernas de exoesqueleto controladas por motores, elas não são ideais devido ao controle manual necessário por parte dos usuários por meio de aplicativos de smartphone ou joysticks.

“Isso pode ser inconveniente e cognitivamente exigente”, disse Laschowski. “Toda vez que você deseja realizar uma nova atividade locomotora, você precisa parar, tirar o smartphone e selecionar o modo desejado.”

IA e Câmeras Portáteis

Para melhorar esse sistema e superar algumas dessas limitações, a equipe de pesquisa equipou exoesqueletos com usuários e utilizou câmeras portáteis. Eles também otimizaram o software de computador de IA para que o feed de vídeo pudesse ser processado de forma eficiente e precisa, reconhecendo obstáculos como escadas, portas e vários outros aspectos do ambiente.

A equipe de pesquisa agora buscará enviar instruções para os motores, permitindo que os exoesqueletos robóticos se tornem ainda mais impressionantes. Uma vez que isso seja alcançado, eles poderão subir escadas e evitar vários obstáculos. Além disso, eles poderão analisar o movimento atual do usuário, juntamente com o terreno que está por vir, para tomar ações apropriadas.

Laschowski é supervisionada por John McPhee, um professor de engenharia e o Canada Research Chair em Biomechatronic System Dynamics.

“Nossa abordagem de controle não exigiria necessariamente o pensamento humano”, disse Laschowski. “Semelhante a carros autônomos que dirigem sozinhos, estamos projetando exoesqueletos e pernas prostéticas autônomas que caminham por si mesmas.”

Outro objetivo dos pesquisadores é melhorar a eficiência energética dos motores para esqueletos robóticos, utilizando baterias auto-carregáveis por meio do movimento humano.

Avançando Exoesqueletos

O novo trabalho vindo da equipe de pesquisa realmente leva o desenvolvimento de exoesqueletos para o próximo nível. Nos últimos anos, houve vários avanços no campo. Por exemplo, a Honda anunciou em 2019 que estava desenvolvendo exoesqueletos para aumentar a força humana. Ao mesmo tempo, exoesqueletos estavam sendo usados no Japão para ajudar as pessoas a continuar trabalhando à medida que envelhecem.

No entanto, esqueletos robóticos autônomos são muito mais difíceis de alcançar, o que torna essa nova conquista tão emocionante e valiosa.