Cientistas Desenvolvem Nova Fórmula para Robôs Energéticamente Eficientes

Cientistas do exército desenvolveram uma nova fórmula que traz uma nova perspectiva sobre como um robô com pernas energéticamente eficiente pode ser construído.

O artigo foi publicado em PLOS One. 

Mudando o Desenvolvimento de Veículos do Exército

O Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA, ou DEVCOM, juntamente com os Drs. Alexander Kott, Sean Gart e Jason Pusey do Laboratório de Pesquisa do Exército, estão desenvolvendo novas ideias para construir plataformas robóticas autônomas com pernas para uso militar. A equipe está se concentrando em torná-las tão eficientes quanto qualquer outro sistema móvel terrestre. 

O uso desses sistemas pode alterar o desenvolvimento de veículos do exército, e de acordo com os cientistas, eles ainda não sabem por que os sistemas com pernas, rodas e trilhos se encaixam na mesma curva, mas as novas descobertas são um passo à frente.

“Se os desenvolvedores de veículos encontrarem um design que exigiria mais poder do que é atualmente possível, considerando uma variedade de restrições do mundo real, a nova fórmula pode apontar necessidades específicas para melhorar a transmissão e geração de energia, ou repensar os requisitos de massa e velocidade do veículo”, disse Gart.

Desenvolvendo a Nova Fórmula

Os cientistas foram inspirados por uma fórmula dos anos 80 que mostra as relações entre a massa, velocidade e gasto de energia de animais, e desenvolveram uma nova fórmula que pode ser aplicada a uma ampla gama de sistemas com pernas, rodas e trilhos, como robôs terrestres.

A equipe acredita que é a primeira a reunir e estudar as relações que surgem desses dados, apesar de estarem disponíveis há 30 anos. As descobertas demonstram que os sistemas com pernas são tão eficientes quanto as plataformas com rodas e trilhos.

Kott atua como o cientista-chefe do laboratório. 

“No mundo de veículos aéreos de combate não tripulados e munições inteligentes, há um papel crescente para a infantaria desmontada que pode avançar, muitas vezes por vários dias, e atacar em terrenos mais difíceis, como montanhas, florestas densas e ambientes urbanos”, disse Kott. “Isso ocorre porque esses terrenos oferecem a maior cobertura e ocultação contra veículos aéreos não tripulados. Isso, por sua vez, exige que a infantaria desmontada seja assistida por veículos capazes de se mover facilmente nesse terreno quebrado. Veículos com pernas – possivelmente autônomos – seriam muito úteis.”

Eficiência Energética

De acordo com Kott, um dos problemas com robôs com pernas é que eles parecem ter uma eficiência energética ruim, o que pode limitar o trabalho em equipe com soldados. 

“Durante os últimos 30 anos, cientistas militares dos EUA têm enfrentado uma série de desafios no desenvolvimento de veículos autônomos”, disse Kott. “Veículos terrestres que manobram com rodas ou trilhos, e veículos aéreos que se assemelham a pequenos aviões, que chamamos de asa fixa, e pequenos helicópteros, que são rotor, agora são mais silenciosos e fáceis de integrar em formações de tropas. Mas para plataformas com pernas, muitos obstáculos permanecem difíceis de superar, e um deles é torná-las energeticamente eficientes.”

Os soldados não podem se dar ao luxo de carregar combustível ou baterias para “robôs com pernas sedentos por energia”, disse ele.

Com a nova fórmula, a equipe descobriu que as plataformas com pernas feitas pelo homem devem ser tão eficientes quanto as plataformas com rodas e trilhos. 

A equipe coletou dados de sistemas móveis terrestres diversificados e estudou sistemas combinados, como o Ford Model T. 

De acordo com Gart, a pesquisa ajudará os designers a determinar as compensações entre potência, velocidade e massa para robôs terrestres futuros para fins de defesa. 

A fórmula também pode aproximar a quantidade de energia necessária por um veículo.

“O exército deve desenvolver metas viáveis, mas ambiciosas, para as compensações entre a potência, a velocidade e a massa de robôs terrestres futuros”, disse Kott. “É indesejável basear essas metas na experiência atual, porque o hardware militar é frequentemente desenvolvido e utilizado por vários anos e até décadas; portanto, os especificadores e designers desse hardware devem basear suas metas – competitivas, mas alcançáveis – em oportunidades tecnológicas futuras que não são necessariamente totalmente compreendidas no momento do design.”