Uma das virtudes dos robôs macios sem amarras é sua capacidade de se adaptar mecanicamente ao ambiente e às tarefas. Agora eles estão prestes a se tornar ainda mais ágeis e controlados.
Uma equipe de pesquisadores liderada por Kirstin Petersen, professora assistente de engenharia elétrica e de computação na Cornell University, projetou um novo – e surpreendentemente simples – sistema de atuadores acionados por fluidos que permitem que robôs macios realizem movimentos mais complexos. Os pesquisadores conseguiram isso tirando proveito da mesma coisa – viscosidade – que anteriormente bloqueava o movimento de robôs macios acionados por fluidos.
O artigo da equipe, “Harnessing Nonuniform Pressure Distributions in Soft Robotic Actuators”, publicado em Sistemas Inteligentes Avançados.
O Laboratório de Inteligência Incorporada Coletiva de Petersen tem explorado maneiras de pegar as capacidades e comportamentos cognitivos de um robô e descarregá-los do “cérebro” para o corpo, por meio dos reflexos mecânicos do robô. Ao reduzir a necessidade de computação explícita, o robô pode se tornar mais simples, mais robusto e mais barato de fabricar.
“Os robôs macios têm uma estrutura muito simples, mas podem ter uma funcionalidade muito mais flexível do que seus primos rígidos. Eles são uma espécie de robô inteligente incorporado definitivo”, disse Petersen. “A maioria dos robôs macios hoje em dia são acionados por fluidos. No passado, a maioria das pessoas pensava em como poderíamos obter um retorno extra com nosso dinheiro incorporando funcionalidade ao material do robô, como o elastômero. Em vez disso, nos perguntamos como poderíamos fazer mais com menos, utilizando como o fluido interage com esse material.”
A equipe de Petersen conectou uma série de foles de elastômero com tubos finos. Essa configuração permite movimentos antagônicos – um que puxa e outro que empurra. Os minúsculos tubos induzem viscosidade, o que faz com que a pressão seja distribuída de forma desigual, dobrando o atuador em diferentes contorções e padrões de movimento. Isso normalmente seria um problema, mas a equipe encontrou uma maneira inteligente de tirar proveito disso.
Os pesquisadores desenvolveram um modelo descritivo completo que poderia prever os possíveis movimentos do atuador – tudo com uma única entrada de fluido. Isso resulta em um atuador que pode realizar movimentos muito mais complexos, mas sem as múltiplas entradas e o complexo controle de feedback que os métodos anteriores exigiam.
Para demonstrar a tecnologia, a equipe construiu um robô macio de seis pernas, com duas bombas de seringa no topo, que anda a 0,05 comprimento do corpo por segundo e também se agacha. Mas essas são apenas o começo das permutações possíveis.
“Detalhamos todo o conjunto de métodos pelos quais você pode projetar esses atuadores para aplicações futuras”, disse Petersen. “Por exemplo, quando os atuadores são usados como pernas, mostramos que apenas cruzando um conjunto de tubos, você pode passar de uma marcha de avestruz, que tem uma postura realmente ampla, para um trote de elefante”.
O novo atuador acionado por fluido pode ser usado para diferentes tipos de dispositivos, como braços de robôs, e Petersen está interessado em explorar como a colocação de foles em configurações 3D resultará em padrões de movimento ainda mais úteis.
“Este é basicamente um novo subcampo da robótica leve”, disse ela. “Explorar esse espaço será superinteressante.”
Com informações de Science Daily.