Robô minúsculo que muda de forma pode se espremer em espaços apertados

Chegando a um ponto apertado perto de você: CLARI, o pequeno e flexível robô que pode mudar passivamente sua forma para se espremer por espaços estreitos – com um pouco de inspiração no mundo dos insetos.

CLARI, que significa Compliant Legged Articulated Robotic Insect, vem de uma equipe de engenheiros da Universidade do Colorado em Boulder. Também tem o potencial de ajudar os socorristas após grandes desastres de uma forma totalmente nova.

Vários desses robôs cabem facilmente na palma da sua mão e cada um pesa menos que uma bola de pingue-pongue. O CLARI pode transformar sua forma de quadrada para longa e esbelta quando o ambiente fica apertado, disse Heiko Kabutz, estudante de doutorado no Departamento de Engenharia Mecânica Paul M. Rady.

Kabutz e seus colegas apresentaram o robô em miniatura em um estudo publicado na revista Advanced Intelligent Systems.

Neste momento, CLARI tem quatro pernas. Mas o design da máquina permite que os engenheiros misturem e combinem seus apêndices, dando origem potencialmente a alguns robôs selvagens e contorcidos.

“Tem um design modular, o que significa que é muito fácil de personalizar e adicionar mais pernas”, disse Kabutz. “Eventualmente, gostaríamos de construir um robô tipo aranha de oito pernas que pudesse andar sobre uma teia.”

O CLARI ainda está em sua infância, acrescentou Kaushik Jayaram, coautor do estudo e professor assistente de engenharia mecânica na CU Boulder. O robô, por exemplo, está preso a fios, que lhe fornecem energia e enviam comandos básicos. Mas ele espera que, um dia, estas pequenas máquinas possam rastejar de forma independente em espaços onde nenhum robô jamais rastejou antes – como o interior de motores a jato ou os escombros de edifícios desabados.

“A maioria dos robôs hoje se parece basicamente com um cubo”, disse Jayaram. “Por que deveriam ser todos iguais? Existem animais de todas as formas e tamanhos.”

Poder da barata

Jayaram conhece bem os robôs que refletem a miscelânea do mundo animal.

Quando era estudante de pós-graduação na Universidade da Califórnia, em Berkeley, ele projetou um robô que conseguia se espremer em espaços estreitos, comprimindo-o até cerca de metade de sua altura – exatamente como as baratas abrindo caminho pelas rachaduras de uma parede. Mas essa máquina, disse ele, representava apenas a ponta do iceberg no que diz respeito à flexibilidade animal.

“Conseguimos passar por lacunas verticais”, disse ele. “Mas isso me fez pensar: essa é uma maneira de comprimir. Quais são as outras?”

É aí que CLARI, obrigada a se espremer através de lacunas horizontais, entra em cena.

Em sua forma mais básica, o robô tem o formato de um quadrado com uma perna em cada um dos quatro lados. Dependendo de como você aperta CLARI, porém, ele pode ficar mais largo, como um caranguejo, ou mais alongado, como o antigo favorito de Jayaram, a barata. Ao todo, o robô pode se transformar de cerca de 34 milímetros (1,3 polegadas) de largura em sua forma quadrada a cerca de 21 milímetros (0,8 polegadas) de largura em sua forma alongada.

Ao contrário da barata mecanizada anterior de Jayaram, cada uma das pernas do CLARI funciona quase como um robô independente – com sua própria placa de circuito e atuadores duplos que movem a perna para frente e para trás e de um lado para o outro, semelhante a uma articulação do quadril humano. Teoricamente, essa modularidade poderia permitir que os robôs CLARI assumissem uma ampla variedade de formas.

“O que queremos são robôs de uso geral que possam mudar de forma e se adaptar a quaisquer condições ambientais”, disse Jayaram. “No mundo animal, isso pode ser algo como uma ameba, que não tem uma forma bem definida, mas pode mudar dependendo se precisa se mover rapidamente ou engolir alguma comida”.

Rastreador da Web

Ele e Kabutz veem seu projeto atual como o primeiro de uma série de robôs CLARI que esperam que se tornem menores e mais ágeis.

Em futuras iterações, os pesquisadores querem incorporar sensores ao CLARI para que ele possa detectar e reagir a obstáculos. O grupo também está examinando como dar ao robô a combinação certa de flexibilidade e força, disse Kabutz – uma tarefa que só ficará mais difícil quanto mais pernas a equipe adicionar.

Em última análise, a equipe deseja desenvolver robôs que mudam de forma, que não se movam apenas por um ambiente de laboratório, mas por um espaço complexo e natural – no qual as máquinas precisarão ricochetear em obstáculos como árvores ou até mesmo folhas de grama ou passar pelas rachaduras. entre as pedras e continue.

“Quando tentamos capturar um inseto, ele pode desaparecer em uma brecha”, disse Kabutz. “Mas se tivermos robôs com as capacidades de uma aranha ou de uma mosca, podemos adicionar câmeras ou sensores, e agora podemos começar a explorar espaços onde antes não conseguíamos entrar”.