Cientistas desenvolvem nova fórmula para robôs energeticamente eficientes

Cientistas do Exército desenvolveram uma nova fórmula que está trazendo uma nova visão sobre como um robô com pernas com eficiência energética pode ser construído.

O jornal 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 estão apresentando novas ideias para a construção de plataformas robóticas militares autônomas. A equipe está se concentrando em fazê-los operar tão eficientemente quanto qualquer outro sistema móvel terrestre. 

O uso de tais 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 esteiras se encaixam na mesma curva, mas as novas descobertas são um passo à frente.

“Se os desenvolvedores de veículos descobrirem que um determinado projeto exigiria mais potência do que é atualmente possível devido a uma variedade de restrições do mundo real, a nova fórmula poderá apontar para necessidades específicas de transmissão e geração de energia aprimoradas ou para repensar os requisitos de massa e velocidade do veículo. veículo”, disse Gart.

Desenvolvendo a nova fórmula

Os cientistas foram inspirados por uma fórmula dos anos 1980 que mostra as relações entre massa, velocidade e gasto de energia dos animais, e desenvolveram uma nova fórmula que pode ser aplicada a uma ampla gama de sistemas com pernas, rodas e esteiras, como robôs terrestres.

A equipe acredita ser a primeira a reunir e estudar as relações que emergem desses dados, apesar de existirem há 30 anos. As descobertas demonstram que os sistemas com pernas são tão eficientes quanto as plataformas com rodas e esteiras.

Kott atua como cientista-chefe do laboratório. 

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

Eficiência energética

De acordo com Kott, um dos problemas com os robôs com pernas é que eles parecem ter baixa eficiência energética, e isso pode limitar a formação de equipes com soldados. 

“Nos últimos 30 anos, os cientistas militares dos EUA abordaram uma série de desafios no desenvolvimento de veículos autônomos”, disse Kott. “Os veículos terrestres que manobram sobre rodas ou lagartas, e os veículos aéreos que se assemelham a pequenos aviões a que chamamos de asa fixa e a pequenos helicópteros, que são de asa rotativa, são agora mais silenciosos e fáceis de integrar nas formações de tropa. Mas para plataformas com pernas, muitos obstáculos permanecem indescritíveis, e um enorme é torná-los energeticamente eficientes.”

Os soldados não podem se dar ao luxo de carregar combustível ou baterias para “robôs com pernas sedentos de 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 esteiras. 

A equipe coletou diversos dados do sistema móvel terrestre e estudou sistemas combinados como o Ford Modelo T. 

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

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

“O Exército deve desenvolver metas viáveis, mas ambiciosas, para compensações entre poder, velocidade e massa de futuros robôs terrestres”, disse Kott. “É indesejável basear tais alvos na experiência atual, porque o equipamento militar é frequentemente desenvolvido e usado por vários anos e até décadas; portanto, os especificadores e projetistas de tal hardware devem basear suas metas - competitivas, mas alcançáveis ​​- em futuras oportunidades tecnológicas não necessariamente totalmente compreendidas no momento do design”.