Caminhe assim: a centopéia robótica pode ser o futuro das máquinas móveis

OSAKA, Japão — Você já viu cães robôs, agora cientistas no Japão construíram uma "centopéia" robótica capaz de mudar seus movimentos de um caminho reto para um caminho curvo instantaneamente. Pesquisadores do Departamento de Ciência Mecânica e Bioengenharia da Universidade de Osaka dizem que esse novo tipo de robô ambulante aproveita a instabilidade dinâmica para se movimentar e pode potencialmente ajudar em uma ampla gama de empreendimentos, desde operações de busca e resgate até a exploração espacial.

Por exemplo, esses robôs de resgate podem atravessar terrenos irregulares para procurar sobreviventes – ou atravessar encostas montanhosas em mundos alienígenas.

Ao alterar a flexibilidade dos acoplamentos, o robô pode girar sem a necessidade de complexos sistemas de controle computacional. Voltando à natureza por um momento, a maioria dos animais que residem em nosso planeta desenvolveu um sistema de locomoção robusto usando pernas que facilitam um maior grau de mobilidade em uma ampla gama de ambientes. No entanto, no passado, os engenheiros que tentaram replicar essa abordagem geralmente descobriram que os robôs com pernas são surpreendentemente frágeis.

Mesmo que apenas uma perna quebre, devido ao estresse repetido, isso pode limitar severamente a capacidade de funcionamento de tal robô. Além disso, controlar um grande número de articulações para que o robô possa atravessar ambientes complexos exige muito do precioso poder do computador. Melhorias no design, hipoteticamente, podem ser extremamente úteis em termos de construção de robôs autônomos ou semi-autônomos destinados a atuar como veículos de exploração ou resgate e entrar em áreas perigosas.

Assim, a equipe de pesquisa da Universidade de Osaka desenvolveu um robô biomimético "miriápode" que tira proveito da instabilidade natural, capaz de converter a caminhada reta em movimento curvo. Em seu estudo publicado recentemente, os pesquisadores descrevem o robô, composto por seis segmentos (com duas pernas conectadas em cada segmento) e articulações flexíveis. Usando um parafuso ajustável, a flexibilidade dos acoplamentos pode ser alterada com motores durante o movimento de caminhada.

Os autores do estudo conseguiram demonstrar que o aumento da flexibilidade das articulações levou a uma situação chamada de "bifurcação em forquilha", na qual andar em linha reta torna-se instável. Em vez disso, o robô faz a transição para andar em um padrão curvo (à direita ou à esquerda). Em qualquer outro cenário, os engenheiros tentariam evitar a criação de instabilidades. No entanto, neste caso, fazer uso controlado deles realmente permite manobrabilidade eficiente.

“Fomos inspirados pela capacidade de certos insetos extremamente ágeis que lhes permite controlar a instabilidade dinâmica em seu próprio movimento para induzir mudanças rápidas de movimento”, diz o coautor do estudo Shinya Aoi em um comunicado da universidade.

Como essa abordagem não envolve direcionar diretamente o movimento do eixo do corpo, em vez disso, controlar por meio da flexibilidade, ela pode reduzir bastante a complexidade computacional e os requisitos de energia. A capacidade do robô de alcançar locais específicos foi testada, com os pesquisadores observando que ele realmente poderia navegar tomando caminhos curvos em direção aos alvos.

“Podemos prever aplicações em uma ampla variedade de cenários, como busca e salvamento, trabalho em ambientes perigosos ou exploração em outros planetas”, conclui o coautor do estudo, Mau Adachi.

Versões futuras do robô podem até apresentar mais segmentos e mecanismos de controle.

O estudo foi publicado na revista Soft Robotics.

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