Um robô inspirado em lagartos para explorar a superfície de Marte

Os avanços tecnológicos abriram possibilidades empolgantes para a exploração espacial, o que poderia levar a novas descobertas sobre os corpos celestes em nossa galáxia. Os robôs provaram ser ferramentas particularmente promissoras para explorar outros planetas, particularmente Marte, um planeta terrestre do sistema solar que é conhecido por hospedar alguns elementos semelhantes aos encontrados na Terra.

A exploração de Marte e sua superfície é uma busca fascinante, pois pode revelar os sinais da vida extraterrestre passada ou presente. Além de potencialmente revelar formas de vida microbiana antiga, essas explorações podem levar à descoberta de recursos que existem fora da Terra, potencialmente abrindo caminho para futuras missões humanas a Marte.

Pesquisadores da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing desenvolveram recentemente um novo robô de quatro patas inspirado em lagartos que pode ajudar na exploração da superfície do planeta vermelho. Seu robô, introduzido no MDPI’s Biomimética journal, tem uma estrutura corporal flexível que pode replicar os movimentos e o estilo de locomoção de um lagarto do deserto.

“Para auxiliar missões ambiciosas a Marte, tipos específicos de rovers planetários foram desenvolvidos para realizar tarefas na superfície de Marte”, escreveram Guangming Chen, Long Qiao, Zhenwen Zhou, Lutz Richter e Aihong Ji em seu artigo. “Pelo fato de a superfície ser composta por solos granulares e rochas de vários tamanhos, os rovers contemporâneos podem ter dificuldades em se mover em solos moles e escalar rochas. Para superar tais dificuldades, esta pesquisa desenvolve um robô rastejante quadrúpede inspirado na locomoção características do lagarto do deserto.”

O robô biomimético criado por Chen e seus colegas é composto por uma estrutura flexível semelhante a uma coluna vertebral e quatro pernas. Para replicar o movimento “rastejante” típico dos lagartos, cada perna apresenta duas dobradiças e uma engrenagem que provoca um movimento oscilante.

Cada uma das articulações do quadril que conectam a estrutura da coluna com as pernas do robô é composta por dois servos e um mecanismo de quatro articulações que permite que o robô se levante sem perder o equilíbrio. Os “pés” do robô têm quatro “dedos” flexíveis, consistindo de duas dobradiças e uma garra.

“A estrutura da perna utiliza um mecanismo de quatro ligações, que garante um movimento de elevação constante”, explicaram os pesquisadores em seu artigo. “O pé consiste em um tornozelo ativo e uma almofada redonda com quatro dedos flexíveis que são eficazes para agarrar solos e rochas.”

Para replicar os movimentos dos lagartos, os pesquisadores criaram uma série de modelos cinemáticos para cada um dos componentes do robô. Eles então usaram esses modelos e cálculos numéricos para planejar os movimentos do robô.

“Para determinar os movimentos do robô, modelos cinemáticos relacionados ao pé, perna e coluna são estabelecidos”, escreveram Chen e seus colegas em seu artigo. “Além disso, os movimentos coordenados entre o tronco, a coluna e a perna são verificados numericamente.”

Os pesquisadores inicialmente avaliaram seu robô em uma série de simulações, para determinar se ele poderia efetivamente replicar os movimentos dos lagartos. Seus resultados foram muito promissores, pois descobriram que seu robô poderia realizar os movimentos e o estilo de caminhada desejados.

Chen e seus colegas já criaram um protótipo de seu robô usando materiais de resina impressos em 3D, um painel de servocontrole, uma bateria de lítio e outros componentes eletrônicos. Eles então usaram um banco de testes de simulação para avaliar os movimentos de seu protótipo de robô em superfícies rochosas que se assemelham ao terreno de Marte.

Eles descobriram que o robô poderia se mover efetivamente em ambientes rochosos, destacando seu potencial para futuras missões no planeta vermelho. Antes que ele possa ser implantado e testado fora do laboratório, no entanto, a equipe precisará desenvolvê-lo ainda mais, por exemplo, adicionando uma estrutura de vedação protetora que o proteja do solo ou da poeira transportada pelo ar e construindo seu corpo usando materiais mais resistentes.

Chen e seus colegas agora estão trabalhando em modelos de aprendizado de máquina que permitiriam que seu robô adaptasse seus movimentos a diferentes terrenos. Além disso, eles planejam introduzir um sistema que forneça alimentação contínua para o robô.

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