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Robótica

Robôs montadores fazem grandes estruturas usando pequenas peças

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/10/2019

Robôs montadores fazem grandes estruturas usando pequenas peças
Demonstrações dos robôs relativos montando estruturas celulares 1D, 2D e 3D.
[Imagem: Benjamin Jenett]

Robôs relativos

Ainda não chegamos nem perto dos microrrobôs do filme Big Hero, mas as primeiras versões já conseguem ensaiar a montagem de estruturas de porte maior do que os próprios robôs.

Além disso, os robôs podem se unir em equipes para construir estruturas maiores.

O objetivo de longo prazo de Benjamin Jenett e Neil Gershenfeld, do MIT, nos EUA, é que robôs simples possam ser capazes de montar qualquer equipamento, de máquinas a aviões, e até mesmo aldeias espaciais na Lua ou em Marte.

"O que está no coração disso é um novo tipo de robótica, que chamamos de robôs relativos," disse Gershenfeld.

Historicamente, explica ele, existem duas grandes categorias na robótica - aqueles feitos com componentes personalizados e caros, que são cuidadosamente otimizados para aplicações específicas, como os robôs industriais para montagens nas fábricas, e aqueles feitas com módulos de produção em massa de baixo custo, mas com desempenho muito inferior.

Este novo conceito de robô é uma alternativa para ambos. Os robôs são muito mais simples do que aqueles da primeira categoria, mas muito mais capazes que os da segunda categoria. A nova abordagem estabelece uma estreita relação entre o dispositivo robótico e os materiais que ele deve manipular. "Você não pode separar o robô da estrutura - eles funcionam juntos como um sistema," descreve Gershenfeld.

Por exemplo, enquanto a maioria dos robôs móveis exige sistemas de navegação altamente precisos para rastrear sua posição, os novos robôs montadores precisam apenas monitorar onde eles estão em relação às pequenas subunidades, chamadas vóxeis, nas quais estão trabalhando. Toda vez que o robô dá um passo para o próximo vóxel, ele reajusta sua informação de posição, sempre em relação aos componentes específicos em que está no momento.

Robôs montadores fazem grandes estruturas usando pequenas peças
Esta foto mostra dois robôs montadores reunindo uma série de pequenas unidades, conhecidas como vóxeis, em uma estrutura maior.
[Imagem: Benjamin Jenett]

Robôs montadores de píxeis 3D

A visão é que, assim como a mais complexa das imagens pode ser reproduzida usando uma matriz de píxeis na tela, praticamente qualquer objeto físico pode ser recriado como uma matriz de peças tridimensionais menores, ou vóxeis. E esses vóxeis, que são como píxeis 3D, podem ser reproduzidos por eles mesmos, uns construindo outros.

Cada unidade é magrela, composta em grande parte de espaço aberto, para que o peso geral da estrutura seja minimizado. As unidades podem ser capturadas e colocadas em posições próximas umas das outras pelos montadores simples, e depois fixadas entre si usando sistemas de travamento incorporados em cada vóxel.

Cada robô se parece com um pequeno braço, com dois segmentos longos articulados no meio e dispositivos em cada extremidade para se prender aos vóxeis. Eles se movem como minhocas, avançando ao longo de uma fileira de vóxeis, abrindo e fechando repetidamente seus corpos em forma de V para passar de um para o outro.

Jenett construiu várias versões dos montadores como prova de conceito, juntamente com os projetos de vóxeis correspondentes, com mecanismos de travamento para conectar ou desconectar facilmente cada um de seus vizinhos. Ele usou esses protótipos para demonstrar a montagem dos blocos em estruturas lineares, bidimensionais e tridimensionais.

"Não estamos colocando a precisão no robô; a precisão vem da estrutura à medida que ela gradualmente toma forma," diz o pesquisador. "Isso é diferente de todos os outros robôs. Eles só precisam saber onde dar o próximo passo."

Quando otimizado e desenvolvido, este conceito poderá ser usado para construir prédios inteiros, especialmente em ambientes inóspitos, como no espaço, defende Gershenfeld, eliminando a necessidade de enviar grandes naves com estruturas pré-montadas.

Bibliografia:

Artigo: Material-Robot System for Assembly of Discrete Cellular Structures
Autores: Benjamin Jenett, Amira Abdel-Rahman, Kenneth Cheung, Neil Gershenfeld
Revista: IEEE Robotics and Automation Letters
Vol.: 4 , Issue: 4 Page(s): 4019 - 4026
DOI: 10.1109/LRA.2019.2930486






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