Robôs Andam Mais Rápido Com Pés Flexíveis Recém-Desenvolvidos

Roboticistas da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram pés flexíveis para robôs. A nova tecnologia pode resultar em robôs andando 40 por cento mais rápido em terrenos irregulares, como seixos e lascas de madeira.

O novo desenvolvimento é importante para uma variedade de aplicações diferentes, especialmente missões de busca e resgate.

A pesquisa será apresentada na conferência RoboSoft, que será virtual e ocorrerá entre 15 de maio e 15 de julho de 2020.

Emily Lathrop é uma aluna de doutorado na Jacobs School of Engineering da UC San Diego e a primeira autora do artigo.

“Robôs precisam ser capazes de andar rápido e eficientemente em terrenos naturais e irregulares, para que possam ir a todos os lugares que os humanos podem ir, mas talvez não devam”, disse Lathrop.

Michael T. Tolley é um professor no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC San Diego. Ele é o autor sênior do artigo.

“Normalmente, robôs só conseguem controlar o movimento em juntas específicas”, disse Tolley. “Neste trabalho, mostramos que um robô que pode controlar a rigidez e, portanto, a forma de seus pés, supera projetos tradicionais e é capaz de se adaptar a uma ampla variedade de terrenos.”

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Pés Flexíveis de Robô

Os pés flexíveis de robô consistem em uma membrana de látex preenchida com grãos de café. Os grãos de café podem mudar entre atuar como sólido e líquido. O mecanismo que permite que meios granulares, como os grãos de café, ajam dessa forma é chamado de empacotamento granular. Como resultado, os robôs podem andar mais rápido e ter uma melhor aderência.

Quando os pés do robô tocam o chão, eles se tornam firmes e se conformam à superfície para estabelecer uma base sólida. Quando se movem, os pés se desempacotam e se soltam entre os passos, e estruturas de suporte são usadas para ajudá-los a manter a flexibilidade enquanto estão empacotados.

Esses pés flexíveis foram os primeiros do seu tipo a serem testados em superfícies irregulares.

Os pesquisadores instalaram os pés em um robô hexapodal e projetaram e construíram um sistema a bordo. O sistema a bordo é capaz de gerar pressão negativa e pressão positiva para desempacotar e empacotar os pés entre cada passo. Para empacotar os pés, uma bomba de vácuo remove o ar entre os grãos de café. Eles também podem ser empacotados passivamente se o peso do robô forçar o ar a sair dos grãos de café.

Superfícies Irregulares

O robô foi testado andando em uma variedade de superfícies diferentes, incluindo chão plano, lascas de madeira e seixos, com e sem os pés flexíveis. Os resultados mostraram que o empacotamento passivo é mais eficaz em chão plano e o empacotamento ativo é melhor em rochas soltas.

Com os pés flexíveis, as pernas do robô conseguiram agarrar o chão melhor, o que aumentou sua velocidade. Isso foi especialmente verdadeiro quando o robô subia ladeiras e terrenos irregulares.

Nick Gravish é um professor no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da UC San Diego e coautor do estudo.

“O mundo natural está cheio de terrenos desafiadores para robôs que andam – superfícies escorregadias, rochosas e esponjosas tornam a caminhada complicada”, disse Gravish. “Pés que possam se adaptar a esses diferentes tipos de solo podem ajudar os robôs a melhorar a mobilidade.”

Os pesquisadores agora tentarão incorporar sensores macios na parte inferior dos pés, o que permitirá que uma placa de controle eletrônico seja utilizada. A placa de controle eletrônico identificaria o tipo de solo que o robô está prestes a caminhar e se os pés precisam ser empacotados ativa ou passivamente. Os pesquisadores também continuarão a melhorar os algoritmos de design e controle para uma maior eficiência.