Pesquisador de ciência da computação cria robôs flexíveis a partir de módulos flexíveis

Os pesquisadores de Dartmouth estão criando blocos robóticos macios que podem trabalhar em uníssono para criar estruturas capazes de suportar peso, rolar, andar, agarrar objetos e transportar cargas.

Dependendo da tarefa a realizar, os blocos podem assumir a forma mais adequada para a sua execução. Por exemplo, esses robôs poderiam ser potencialmente úteis na resposta rápida durante emergências – versões em grande escala lançadas por drones ou helicópteros poderiam ser montadas em tendas de proteção improvisadas para resgate.

“Existem formigas que cooperativamente formam pontes através de lacunas em suas trilhas ou se reúnem em jangadas estanques em momentos de necessidade. Decidimos projetar blocos robóticos que, como as formigas, podem se unir de diferentes maneiras para desempenhar diferentes funções”, diz Luyang. Zhao, um Ph.D. em ciência da computação. candidato à Escola de Pós-Graduação e Estudos Avançados Guarini que se interessou por robótica ainda na graduação.

StarBlocks, um protótipo de mesa criado por Zhao e seus colaboradores do Dartmouth Reality and Robotics Lab, da Rutgers University e da Yale University, demonstra a ideia e seu potencial para ser uma caixa de ferramentas dinâmica.

Cada bloco, ou módulo, possui um esqueleto em forma de estrela. Feito por impressão 3D a partir de um material que combina as propriedades do plástico e da borracha, o núcleo do módulo é leve, mas elástico.

Músculos mecânicos – molas feitas de ligas que se deformam quando aquecidas eletricamente – remodelam o esqueleto, permitindo que o bloco imite movimentos, dobre e mude de tamanho. Os módulos são fixados entre si por meio de ímãs fixados nos cantos.

Num artigo publicado em Cartas de Robótica e Automação IEEEos pesquisadores mostram uma variedade de estruturas que os módulos podem fazer: arquitetura de suporte de carga na forma de uma tenda em forma de cúpula, uma roda rolante, um quadrúpede inspirado em um cachorro para explorar diferentes andamentos, um braço robótico que pode agarrar e reposicionar pequenos objetos e uma corrente linear que usa um movimento ondulatório para transportar uma bola ao longo de seu comprimento.

Os pesquisadores também demonstram a automontagem dos blocos ao longo de uma superfície. Com informações de posição monitoradas por uma câmera, um computador pode ativar blocos individuais, fazendo com que eles se movam em direção a outros e se conectem.

“Este é um sistema modular inédito que você pode reconfigurar e, uma vez reconfigurado, usar sua flexibilidade para realizar tarefas”, diz o coautor Devin Balkcom, professor de ciência da computação. “Essas tarefas incluem locomoção e manipulação; isso também é muito incomum.”

Os robôs combinam as vantagens de diferentes tipos de sistemas, diz Balkcom. A modularidade torna os sistemas versáteis e fáceis de reparar, e os módulos combinam a flexibilidade dos robôs leves com as capacidades estruturais dos blocos rígidos.