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Físicos, engenheiros e matemáticos do Instituto de Tecnologia da Geórgia (EUA) estavam intrigados para ver se muitos membros – como se observa em centopeias – poderiam ser úteis para locomoção no “mundo humano”. Equipe, então, desenvolveu nova teoria de locomoção de várias pernas e criou modelos robóticos assim. Ou seja, eles criaram versões de robô centopeia.
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Com isso, pesquisadores descobriram que robô com pernas redundantes consegue se mover por superfícies irregulares sem precisar de detectores nem tecnologia de controle adicionais. É o que sua nova teoria já previa.
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Quando você vê uma centopéia correndo, você está observando um animal que habita um mundo muito diferente do nosso de movimento. Nosso movimento é amplamente dominado pela inércia. Mas no mundo das centopéias, se elas pararem de mexer partes e membros do corpo, param de se mover instantaneamente.
Daniel Goldman, professor da Faculdade de Física do Instituto de Tecnologia da Geórgia
O robô centopeia pode se mover em terrenos complexos e acidentados. E há potencial para usá-los na agricultura, exploração espacial e até busca e resgate. Pesquisadores apresentaram seus trabalhos em artigos publicados em revistas científicas – entre elas, a Science.
Robô centopeia
Para artigo da Science, pesquisadores se inspiraram na teoria da comunicação do matemático Claude Shannon, que demonstra como transmitir sinais de forma confiável à distância. Isso serviu para entenderem por que um robô de várias pernas teve tanto sucesso na locomoção. A teoria da comunicação sugere que uma maneira de garantir que uma mensagem chegue do ponto A ao ponto B é dividi-la em unidades digitais discretas e repetir essas unidades com um código apropriado.
“Fomos inspirados por essa teoria e tentamos ver se a redundância poderia ser útil no transporte de matéria”, disse Baxi Chong, pesquisador de pós-doutorado em física. “Então, começamos este projeto para ver o que aconteceria se tivéssemos mais pernas no robô: quatro, seis, oito pernas e até 16 pernas”, acrescentou
Uma equipe liderada por Chong desenvolveu uma teoria que propõe que adicionar pares de pernas ao robô aumenta sua capacidade de se mover de forma robusta em superfícies desafiadoras. Eles chamaram esse conceito de redundância espacial. Essa redundância faz com que as pernas do robô tenham sucesso por conta própria, sem a necessidade de sensores para interpretar o ambiente.
É assim: se uma perna vacila, a abundância de pernas mantém movimento independentemente. Com efeito, o robô torna-se um sistema confiável para transportar a si mesmo e até mesmo uma carga de A para B em paisagens difíceis ou “ruidosas”.
Com um robô bípede avançado, normalmente são necessários muitos sensores para controlá-lo em tempo real. Mas em aplicações como busca e salvamento, exploração de Marte ou mesmo micro robôs, é necessário dirigir um robô com detecção limitada. Existem muitas razões para essa iniciativa sem sensor. Os sensores podem ser caros e frágeis, ou os ambientes podem mudar tão rápido que não permitem tempo de resposta sensor-controlador suficiente.
Baxi Chong, pesquisador de pós-doutorado em física
Próximos passos
Pesquisadores já aplicam suas descobertas na agricultura. O professor Goldman fundou uma empresa que pretende usar esses robôs para remover ervas daninhas de terras agrícolas onde herbicidas são ineficazes.
Equipes também querem refinar o robô. Eles sabem por que a estrutura do robô centopéia é funcional. Mas agora analisam número ideal de pernas para obter movimento sem detecção de maneira econômica e ainda assim reter benefícios.
“Neste artigo, perguntamos: ‘Como você prevê o número mínimo de pernas para realizar essas tarefas?’”, disse Chong. “Atualmente provamos apenas que existe o número mínimo, mas não sabemos o número exato de pernas necessárias. Além disso, precisamos entender melhor a troca entre energia, velocidade, potência e robustez em um sistema tão complexo”, explicou.
Com informações de Instituto de Tecnologia da Geórgia
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