MARM, o novo robô de três pernas para transportar pesos e manipular componentes no espaço

Pesquisadores do Istituto Italiano di Tecnologia (IIT—Instituto Italiano de Tecnologia) realizaram recentemente um novo protótipo de plataforma robótica para aplicações espaciais. O novo robô, chamado MARM, tem três membros que podem ser usados ​​para andar, mover, agarrar e transportar módulos de carga enquanto se auto-reloca na infraestrutura espacial sob um ambiente de microgravidade.

O robô destina-se a auxiliar os astronautas na montagem e manutenção da infraestrutura enquanto estiverem no espaço ou, no futuro, em outros planetas. O protótipo MARM será testado em um arranjo de simulador físico antes do desenvolvimento da versão espacial qualificada. O robô foi projetado e fabricado pelo IIT, em colaboração com Leonardo SpA e GMV.

As aplicações robóticas no campo da exploração espacial apresentam ambientes, condições e oportunidades únicas para o desenvolvimento de novas plataformas. De fato, enquanto as tecnologias necessárias para o controle, locomoção e manipulação robótica na Terra são bastante avançadas, as condições do ambiente orbital, como a microgravidade, colocam novos desafios à comunidade de pesquisa em robótica.

Desenvolver ferramentas para auxiliar os astronautas na instalação, inspeção, manutenção e reparação de infraestruturas espaciais é o objetivo do projeto MIRROR (Multi-arm Installation Robot for Readying ORUs and Reflectors), onde nasceu o novo robô. Portanto, no âmbito do projeto MIRROR, os pesquisadores do IIT realizaram a plataforma MARM (Multi-Arm Relocatable Manipulator), que é um protótipo de sistema robótico capaz de realizar módulos de preensão, transporte e montagem, enquanto se move na infraestrutura espacial.

O robô foi projetado e fabricado pelo Human and Humanoid Centered Mecatrônica Lab do IIT, coordenado por Nikolaos Tsagarakis, em colaboração com Leonardo SpA e GMV. O robô MARM representa a última geração de robôs realizados pela equipe de Nikolaos Tsagarakis, portanto, seu grupo de pesquisa no IIT projetou e produziu também o robô humanóide WALK-MAN e o robô centauro CENTAURO, e está trabalhando no robô colaborativo modular configurável CONCERT .

A plataforma robótica MARM consiste em um corpo central, três membros e um dispositivo de encaixe (útil tanto para alimentar quanto para enviar/receber dados). Foi construído seguindo uma abordagem de design computacional, que considerou e otimizou o desempenho relacionado à mobilidade e flexibilidade. A cinemática e a capacidade de transporte/operação foram testadas, tanto na presença quanto na ausência de gravidade, considerando diferentes modelos cinemáticos, que diferiram no comprimento e conformação de membros, articulações e articulações.

A plataforma MARM pode, assim, utilizar os seus três membros para se deslocar, agarrar as interligações padrão nas superfícies da estação e rastejar sobre elas, e também para montar e posicionar componentes (nomeadamente telhas hexagonais modulares, com 1,2 m de largura e 0,2 m de espessura, pesando cerca de 12 kg) e para manipular as chamadas Unidades de Reposição Orbital (ORUs).

Os três membros do MARM, que se conectam à base central da pelve, representam a principal diferença deste robô em relação às tecnologias desenvolvidas anteriormente: os três membros dotam o robô de maior flexibilidade de locomoção e manipulação e, ao mesmo tempo, um maior alcance de manipulação, permitindo-lhe transportar grandes cargas úteis e montá-las e instalá-las, mesmo em modo bimanual.

Além disso, graças à disposição dos três membros, o robô é capaz de realizar movimentos de corpo inteiro enquanto, uma vez na posição, os membros usados ​​para ancoragem podem facilitar a operação de montagem ajustando a base pélvica central MARM, reduzindo as forças transferidas para a treliça da estação . Essa é uma das principais vantagens de ter vários membros em vez de usar o mesmo membro para engatinhar e montar.

De acordo com o cenário previsto, a plataforma MARM poderá, através dos seus componentes eletromecânicos e de controlo e graças a um sistema de perceção e à troca contínua de entradas/saídas, recolher uma carga útil de uma loja, deslocar-se enquanto a transporta e monte-o no local desejado.

O protótipo da plataforma MARM será usado para avaliar o cenário acima em um arranjo de simulador físico, a fim de avaliar a viabilidade de tal solução antes do desenvolvimento da versão espacialmente qualificada.