MilliMobile é um pequeno robô autônomo movido apenas por luz e ondas de rádio

Pequenos robôs móveis carregando sensores poderiam realizar tarefas como detectar vazamentos de gás ou rastrear estoques em armazéns. Mas a movimentação de robôs exige muita energia, e as baterias, a fonte de energia típica, limitam a vida útil e levantam preocupações ambientais. Os pesquisadores exploraram várias alternativas: fixar sensores em insetos, manter tapetes de carregamento por perto ou alimentar os robôs com lasers. Cada um tem desvantagens: os insetos vagam, os carregadores limitam o alcance e os lasers podem queimar os olhos das pessoas.

Pesquisadores da Universidade de Washington criaram agora o MilliMobile, um minúsculo robô autônomo movido apenas pela luz ambiente ou por ondas de rádio. Equipado com um coletor de energia semelhante a um painel solar e quatro rodas, o MilliMobile tem aproximadamente o tamanho de uma moeda de um centavo, pesa tanto quanto uma passa e pode se mover pelo comprimento de um ônibus (30 pés ou 10 metros) em uma hora, mesmo em um dia nublado. O robô pode dirigir em superfícies como concreto ou solo compactado e carregar três vezes seu próprio peso em equipamentos como câmeras ou sensores. Ele usa um sensor de luz para se mover automaticamente em direção às fontes de luz para que possa funcionar indefinidamente com a energia coletada.

A equipe apresentará sua pesquisa em 2 de outubro na conferência ACM MobiCom 2023 em Madrid, Espanha.

“Nós nos inspiramos na ‘computação intermitente’, que divide programas complexos em pequenos passos, de modo que um dispositivo com potência muito limitada possa funcionar de forma incremental, conforme a energia estiver disponível”, disse o co-autor principal Kyle Johnson, estudante de doutorado da UW no Paul Escola G. Allen de Ciência da Computação e Engenharia.

“Com o MilliMobile, aplicamos esse conceito ao movimento. Reduzimos o tamanho e o peso do robô para que ele precise apenas de uma pequena quantidade de energia para se mover. E, semelhante a um animal dando passos, nosso robô se move em incrementos discretos, usando pequenos pulsos de energia para girar suas rodas.”

A equipe testou o MilliMobile tanto em ambientes internos quanto externos, em ambientes como parques, fazendas hidropônicas internas e escritórios. Mesmo em situações de pouca luz – por exemplo, alimentados apenas pelas luzes sob o balcão da cozinha – os robôs ainda são capazes de avançar lentamente, embora de forma muito mais lenta. Correr continuamente, mesmo nesse ritmo, abre novas capacidades para um enxame de robôs implantados em áreas onde outros sensores têm dificuldade em gerar dados diferenciados.

Esses robôs também são capazes de se orientar sozinhos, navegando com sensores integrados e minúsculos chips de computação. Para demonstrar isso, a equipe programou os robôs para usarem seus sensores de luz integrados para se moverem em direção a uma fonte de luz.

“Os sensores da ‘Internet das Coisas’ geralmente são fixados em locais específicos”, disse o co-autor Zachary Englhardt, estudante de doutorado da UW na Allen School. “Nosso trabalho cruza domínios para criar sensores robóticos que podem coletar dados em vários pontos de um espaço para criar uma visão mais detalhada de seu ambiente, seja uma fazenda inteligente onde os robôs rastreiam a umidade e a umidade do solo, ou uma fábrica onde eles ‘ Estamos procurando ruído eletromagnético para encontrar defeitos no equipamento.”

Os pesquisadores equiparam o MilliMobile com sensores de luz, temperatura e umidade, bem como Bluetooth, permitindo que ele transmita dados a mais de 200 metros (650 pés). No futuro, planeiam adicionar outros sensores e melhorar a partilha de dados entre enxames destes robôs.

Vicente Arroyos, aluno de doutorado da UW na Allen School, foi co-autor principal. Dennis Yin, que concluiu este trabalho como estudante de graduação em engenharia elétrica e de computação da UW, e Shwetak Patel, professor da UW na Allen School e em engenharia elétrica e de computação, são coautores, e Vikram Iyer, professor assistente da UW na Allen School Escola, é o autor sênior.