Os robôs agora podem andar em terrenos lamacentos e escorregadios, graças aos pés de alce

Roboticistas da Universidade de Tecnologia de Tallinn (TalTech) desenvolveram uma nova classe de pés de inspiração biológica que melhoram significativamente a mobilidade do robô em terrenos desafiadores como lama e neve molhada. As descobertas, publicadas em Bioinspiração e Biomiméticapoderia expandir as capacidades dos robôs, permitindo-lhes navegar em terrenos naturais complexos para realizar monitorização ambiental sensível, ajudar na agricultura e participar na resposta a catástrofes.

A locomoção com pernas robóticas tem sido estudada há décadas, e os robôs com pernas estão se tornando gradualmente mais eficientes em termos energéticos e mais versáteis. Ajustar a forma como caminham às mudanças de terreno permite que os robôs naveguem por terrenos com propriedades variáveis, mas alguns tipos de terreno natural permaneceram invictos.

“Terrenos lamacentos e escorregadios são alguns dos mais difíceis de atravessar para robôs e animais, incluindo humanos”, diz Maarja Kruusmaa, professora de biorobótica e líder da equipe. “Isso significa que a maioria dos robôs não consegue acessar uma ampla gama de ambientes terrestres altamente importantes, incluindo pântanos, pântanos, pântanos costeiros, estuários de rios e campos, que são abundantes na natureza.”

Simon Godon, doutorando no Centro TalTech de Biorobótica, combinou suas observações sobre a fazenda de gado de seus pais em Berry, França, com seu conhecimento de engenharia mecânica e biorobótica, propondo cascos de alta tecnologia para robôs que oferecem grandes vantagens, especialmente quando andando na lama.

Experimentos físicos com patas reais de alce em condições de laboratório revelaram que sim. Ao entrar e sair da lama, os cascos fendidos do alce expandem-se e encolhem, aumentando e reduzindo assim a sua área de contacto. A maior vantagem, entretanto, não vem do aumento da área de superfície, mas da forma como os cascos fendidos quebram a força de sucção ao serem puxados para fora da lama.

“Descobrimos que o casco do alce se comporta de forma semelhante a uma ventosa, da mesma forma que você consegue enfiar a unha sob sua superfície e quebrar a força de sucção”, explica Godon.

“A lama age de maneira semelhante ao ladrilho molhado do banheiro, criando sucção sob os pés do animal, dificultando a retirada da perna. Mover os cascos quebra essa tensão”.

Os cascos, porém, não apenas tornam o movimento mais rápido e energeticamente mais eficiente, mas também ajudam a evitar situações fatais em que o animal afunda muito, fica preso e morre.

Os pesquisadores projetaram pés de silicone para o robô com pernas, destinados a replicar o mesmo comportamento. Testes em superfícies lamacentas revelaram que a simples modificação nos pés do robô reduz o afundamento do robô e a força de sucção pela metade, enquanto o consumo de energia do robô foi reduzido em até 70%.

Notavelmente, os pesquisadores ainda não encontraram quaisquer desvantagens nos pés modificados do alce-robô.

“Especulamos que, pelo contrário, os cascos divididos podem até ter vantagens em terrenos irregulares, dando ao robô ou ao animal alguma estabilidade extra”, diz o Prof. “Portanto, recomendamos que os robôs mantenham os sapatos calçados o tempo todo.”

Fornecido pelo Conselho de Pesquisa da Estônia