O robô macio à base de anel sem roda pode se mover de maneira confiável em todas as direções

Nas últimas décadas, os roboticistas introduziram uma ampla gama de sistemas que podem se mover em vários ambientes complexos, incluindo diferentes terrenos, no solo, no ar e até na água. Para navegar com segurança em ambientes dinâmicos do mundo real sem colidir com seres humanos ou objetos próximos, a maioria dos robôs depende de sensores e câmeras.

Pesquisadores da Universidade de Tsinghua desenvolveram recentemente o WHERE-BOT, um novo robô macio sem rodas e sem rodas (ou seja, um robô flexível que se move girando sua estrutura corporal de dentro para fora) que se move com segurança em ambientes não estruturados sem usar sensores para detectar obstáculos. Este robô, introduzido em um artigo publicado no arxiv O servidor de pré-impressão, aproveita sua estrutura única baseada em anel helicoidal para se mover em todas as direções.

“Um dia, enquanto brincava com um brinquedo slinky durante uma reunião de laboratório”, disse Shuguang Li, autor sênior do jornal, à Tech Xplore. “De repente, uma nova idéia nos atingiu: e se conectarmos a cabeça e a cauda do brinquedo da mola? Ao se juntar às duas extremidades, a primavera poderia ser infinitamente virada de dentro para fora-um movimento que chamamos de ‘Everting’-apresentando um fluxo de cores fascinantes. Isso despertou nosso, em vários anos, em relação a vários, em vários, em vários, o arco de água, que seriam a ar, em relação a um aeroporto, a mais de uma fascinante, a mais, isso seriam em vários, em vários, o arco de água, que seriam a uma fascinante. Sania em vários, em vários, o aeroporto, que se levantaria, em relação a vários, em vários, em vários, em vários, o que está em água, a mais de uma fascinante.

Li e seus colegas se propuseram a estudar as propriedades estruturais e cinéticas básicas de anéis helicoidais, estruturas circulares com uma forma de espiral, enquanto também tentam entender como se movem no chão. Em última análise, isso os levou a desenvolver onde o BOT, um robô helicoidal baseado em anel que pode se virar de dentro para fora, movendo-se de maneiras surpreendentes.

“À primeira vista, você não sabe para onde irá o robô”, explicou Siyuan Feng, principal autor do artigo. “Se você o pegar, só poderá ver um motor girando o anel helicoidal ao longo da circunferência do cubo. No entanto, quando o anel toca o chão, a distribuição de massa desequilibrada do robô induz a distribuição de atrito assimétrico, levando o robô a auto-rotate e se mover em direção ao lado mais pesado. Isso resulta em um comportamento orbitante ao longo de um caminho circular” “.

Uma característica única de onde o BOT é que suas capacidades de locomoção omnidirecional são inerentes às suas estruturas mecânicas. Como resultado, ele pode navegar de maneira confiável em ambientes imprevisíveis, sem depender de sensores para detectar objetos próximos e planejar movimentos futuros.

“Transformamos com sucesso um brinquedo simples de primavera em um robô móvel com propriedades cinemáticas excepcionais”, disse Li. “Muito parecido com um réptil rápido, quando o robô encontra um obstáculo, sua primavera Everts para ajudá-lo a recuar, garantindo um movimento seguro e confiável sem ficar preso. Esse comportamento engenhoso não apenas permite explorar os limites de terrenos desconhecidos, mas também abre aplicações práticas emocionantes”.

O novo robô desenvolvido por Li e seus colegas poderá ser melhorado em breve para ampliar suas capacidades e permitir que ele se mova em uma ampla gama de ambientes. No futuro, poderá ter uma ampla gama de aplicações. Por exemplo, ajudar os usuários a inferir remotamente a forma de cavernas ou outros ambientes subterrâneos, escavando terrenos baseados em areia para descobrir estruturas ocultas, inspecionar tubos e até projetar novos carros para pára-choques omnidirecionais ou outros sistemas robóticos recreativos.

“Em nossa pesquisa futura, planejamos nos concentrar em melhorar a robustez e a versatilidade de onde o bot”, acrescentou Dengfeng Yan, um dos co-autores do artigo. “Atualmente, sua primavera é feita de plástico, que é propenso a quebrar sob deformação significativa. Pretendemos explorar materiais mais fortes para construir uma versão mais durável capaz de lidar com terrenos complexos.

“Além disso, planejamos refinar o design do robô, integrando elementos funcionais-como peles, hélices e farpas de alto atrito-para investigar e expandir ainda mais suas capacidades de movimento em vários ambientes, inclusive no solo, ao longo de um tubo, debaixo d’água, em areia e até no ar”.

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