Um robô acionado por parafuso poderia minerar autonomamente mundos rochosos

Navegar pelo terreno acidentado de outros mundos rochosos tem sido consistentemente desafiador. A campanha Free Spirit infelizmente falhou no seu objectivo de tirar o corajoso rover marciano do pântano em que se encontrava, apesar de dois anos de esforço contínuo de alguns dos melhores engenheiros do mundo.

Para combater esta dificuldade, outros engenheiros recorreram a métodos de propulsão alternativos, e uma equipa de investigadores da UE fez exactamente isso no seu trabalho num robô mineiro autónomo. Eles decidiram usar um parafuso de Arquimedes como método de propulsão principal.

A equipe já testou com sucesso várias iterações de protótipos de seu robô de mineração miniaturizado. Mais recentemente, eles lançaram um artigo em Acesso IEEE que detalhou uma plataforma de mobilidade baseada em quatro parafusos de Arquimedes controlados individualmente que poderiam ser úteis para mais do que apenas mineração subterrânea.

Tal como acontece com a maioria dos projetos de engenharia, eles começaram com um modelo computacional, que resultou em um modelo CAD que a equipe testou em diferentes terrenos. Eles não foram os primeiros a pensar em usar um parafuso de Arquimedes como mecanismo de acionamento. A pesquisa existente apontou que não é o mais eficiente em alguns terrenos. No entanto, ele pode navegar em quase todos os terrenos, pelo menos até certo ponto.

Os modelos cinemáticos são essenciais para o desenvolvimento de qualquer robô, e aqueles com um sistema de propulsão relativamente obscuro não são exceção. Como os parafusos de Arquimedes podem ser modelados a partir de qualquer ângulo de observação, coordenar a operação de cada um dos quatro parafusos independentes para alinhar corretamente na direção desejada exigiu alguma modelagem complexa que acabou sendo hospedada como parte do algoritmo de controle a bordo de um computador sentado em cima de a plataforma móvel.

Outra parte do algoritmo de controle exigia que o robô entendesse como estava orientado e, para isso, a equipe desenvolveu uma rede integrada de sensores. Eles variavam desde sistemas de posicionamento no tempo de voo, que permitiam ao robô medir a distância até um objeto, até forçar sensores nos próprios parafusos que garantiriam que eles não iriam apertar demais e queimar seus motores de acionamento.

Uma vez selecionados os sensores e escrito o código de controle preliminar, era hora de submetê-lo a um teste ambiental real. A equipe construiu um protótipo físico, parcialmente com peças impressas em 3D, e começou a movê-lo em várias superfícies. O sistema de propulsão funcionou bem em neve, areia, solo congelado e lama. No entanto, foi usado principalmente para atravessar superfícies planas, em vez de encostas mais complicadas que poderia encontrar em alguns ambientes, como Marte.

Isto não quer dizer que o sistema não se possa adaptar às encostas – apenas que há mais trabalho a ser feito. ROBOMINERS, o projeto da UE centrado na construção de um robô mineiro autónomo, pretende concluir em breve o seu protótipo final, e os resultados dos testes da plataforma de acionamento apresentados neste último artigo ajudarão a contribuir para isso. Algum dia, poderá contribuir para um robô semelhante na Lua ou em Marte.