Equipe desenvolve um robô centopéia com flexibilidade de eixo corporal variável

Pesquisadores do Departamento de Ciência Mecânica e Bioengenharia da Universidade de Osaka inventaram um novo tipo de robô ambulante que aproveita a instabilidade dinâmica para navegar. Ao alterar a flexibilidade dos acoplamentos, o robô pode ser feito para girar sem a necessidade de sistemas de controle computacionais complexos. Este trabalho pode auxiliar na criação de robôs de resgate capazes de percorrer terrenos irregulares.

A maioria dos animais na Terra desenvolveu um sistema de locomoção robusto usando pernas que lhes proporciona um alto grau de mobilidade em uma ampla gama de ambientes. De forma um tanto decepcionante, os engenheiros que tentaram replicar essa abordagem muitas vezes descobriram que os robôs com pernas são surpreendentemente frágeis. A quebra de até mesmo uma perna devido ao estresse repetido pode limitar severamente a capacidade de funcionamento desses robôs.

Além disso, controlar um grande número de articulações para que o robô possa atravessar ambientes complexos requer muita potência do computador. Melhorias neste projeto seriam extremamente úteis para a construção de robôs autônomos ou semi-autônomos que poderiam atuar como veículos de exploração ou resgate e entrar em áreas perigosas.

Agora, pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram um robô biomimético “miriápode” que tira proveito de uma instabilidade natural que pode converter a caminhada reta em movimento curvo. Em um estudo publicado recentemente na Robótica Suave, pesquisadores da Universidade de Osaka descrevem seu robô, que consiste em seis segmentos (com duas pernas conectadas a cada segmento) e articulações flexíveis. Usando um parafuso ajustável, a flexibilidade dos acoplamentos pode ser modificada com motores durante o movimento de caminhada.

Os pesquisadores mostraram que o aumento da flexibilidade das articulações leva a uma situação chamada de “bifurcação em forquilha”, na qual a caminhada reta se torna instável. Em vez disso, o robô faz a transição para andar em um padrão curvo, para a direita ou para a esquerda. Normalmente, os engenheiros tentariam evitar a criação de instabilidades. No entanto, fazer uso controlado deles pode permitir manobrabilidade eficiente.

“Fomos inspirados pela capacidade de certos insetos extremamente ágeis que lhes permitem controlar a instabilidade dinâmica em seu próprio movimento para induzir mudanças rápidas de movimento”, diz Shinya Aoi, autor do estudo. Como essa abordagem não direciona diretamente o movimento do eixo do corpo, mas controla a flexibilidade, ela pode reduzir bastante a complexidade computacional e os requisitos de energia.

A equipe testou a capacidade do robô de alcançar locais específicos e descobriu que ele poderia navegar seguindo 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”, diz Mau Adachi, outro autor do estudo. Versões futuras podem incluir segmentos adicionais e mecanismos de controle.