Os comportamentos coletivos de formigas, abelhas e aves para resolver problemas e superar obstáculos é algo que os pesquisadores desenvolveram na robótica aérea e subaquática. Desenvolver robôs enxames em pequena escala com a capacidade de atravessar terrenos complexos, no entanto, vem com um conjunto único de desafios.
Em pesquisa publicada na Science Robotics, Ozkan-Aydin apresenta como ela foi capaz de construir robôs de várias pernas capazes de manobrar em ambientes desafiadores e realizar tarefas difíceis coletivamente, imitando seus homólogos do mundo natural.
Os robôs
Robôs individuais realizaram tarefas simples ou pequenas, como mover-se sobre uma superfície lisa ou carregar um objeto de luz, mas se a tarefa estava além da capacidade da unidade única, os robôs fisicamente conectados uns aos outros para formar um sistema maior de várias pernas e superar coletivamente problemas.
Usando uma impressora 3D, Ozkan-Aydin construiu robôs de quatro patas medindo de 15 a 20 centímetros, ou cerca de 6 a 8 polegadas, de comprimento. Cada um foi equipado com uma bateria de polímero de lítio, micro controlador e três sensores – um sensor de luz na frente e dois sensores de toque magnético na frente e atrás, permitindo que os robôs se conectem entre si. Quatro pernas flexíveis reduziram a necessidade de sensores e peças adicionais e deram aos robôs um nível de inteligência mecânica, o que ajudou na interação com terrenos ásperos ou irregulares.
A pesquisa
Ozkan-Aydin diz que ainda há melhorias a serem feitas em seu projeto. Mas ela espera que as descobertas do estudo informem o projeto de enxames de pernas de baixo custo que possam se adaptar a situações imprevistas e realizar tarefas cooperativas do mundo real, como operações de busca e resgate, transporte coletivo de objetos, exploração espacial e monitoramento ambiental. Sua pesquisa se concentrará em melhorar as capacidades de controle, sensoriamento e poder do sistema, que são essenciais para a locomoção do mundo real e a resolução de problemas — e ela planeja usar esse sistema para explorar a dinâmica coletiva de insetos como formigas e cupins.
Ozkan-Aydin começou sua pesquisa para o estudo no início de 2020, quando grande parte do país foi fechada devido à pandemia COVID-19. Depois de imprimir cada robô, ela construiu cada um e conduziu seus experimentos em casa, em seu quintal ou no playground com seu filho. Os robôs foram testados sobre grama, mulch, folhas e nozes. Experimentos de solo plano foram realizados sobre a placa de partículas, e ela construiu escadas usando espuma de isolamento. Os robôs também foram testados sobre carpetes de shag, e blocos de madeira retangulares foram colados à placa de partículas para servir como terreno áspero.
Quando uma unidade individual ficou presa, um sinal foi enviado para robôs adicionais, que se uniram para fornecer suporte para atravessar obstáculos com sucesso enquanto trabalhavam coletivamente.
“Quando as formigas coletam ou transportam objetos, se se deparar com um obstáculo, o grupo trabalha coletivamente para superar esse obstáculo. Se houver uma lacuna no caminho, por exemplo, eles formarão uma ponte para que as outras formigas possam atravessar — e essa é a inspiração para este estudo”, disse ela. “Através da robótica, somos capazes de obter uma melhor compreensão da dinâmica e dos comportamentos coletivos desses sistemas biológicos e explorar como podemos usar esse tipo de tecnologia no futuro.”
“Você precisa pensar em como os robôs funcionariam no mundo real, então você precisa pensar sobre quanta energia é necessária, o tamanho da bateria que você usa. Tudo é limitado, então você precisa tomar decisões com cada parte da máquina.”
Fonte: techxplore
