Os próximos robôs a explorar outro planeta podem trazer um batedor.

O Pop-Up Flat Folding Explorer Robot (PUFFER) em desenvolvimento no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, foi inspirado no origami. Seu design leve é ​​capaz de se achatar, dobrando em suas rodas e rastejando em lugares onde os veículos espaciais não cabem.

No último ano e meio, PUFFER foi testado em uma variedade de terrenos acidentados, do deserto de Mojave, na Califórnia, às colinas nevadas da Antártica. A ideia é explorar áreas que podem ser muito arriscadas para um rover completo ir, como encostas íngremes ou atrás de dunas de areia.

Ele é projetado para deslizar em encostas de 45 graus, investigue saliências e até mesmo caia em poços ou crateras. PUFFER foi criado para ser o assistente robusto de um companheiro robótico maior:vários dos micro-robôs podem ser achatados como cartas e empilhados uns sobre os outros.

Então, eles podem ser removidos, apareceu e começou a explorar.

"Eles podem fazer ciência paralela com um rover, então você pode aumentar a quantidade que está fazendo em um dia, "disse Jaakko Karras, Gerente de projetos da PUFFER no JPL. "Podemos ver isso sendo usado em locais de difícil acesso - espremendo-se sob as bordas, por exemplo."

Os criadores do PUFFER no JPL esperam ver o robô rolando pelas areias de Marte algum dia. Mas eles imaginam que poderia ser usado por cientistas aqui mesmo na Terra, também.

Carolyn Parcheta, um cientista do JPL que usa robôs para explorar vulcões, ofereceu orientação sobre os instrumentos científicos do PUFFER. Ela disse que o uso de bots prontos para mochila tem um potencial enorme para campos como geologia.

"Ter algo que é tão portátil quanto uma bússola ou um martelo de pedra significa que você pode fazer ciência na hora, " ela disse.

Um protótipo de papel

O corpo da PUFFER foi originado por Karras, que estava experimentando designs de origami. Enquanto ele era um estudante de graduação no Biomimetic Millisystem Lab da UC Berkeley, ele trabalhou no desenvolvimento de robótica baseada em formas naturais, como o movimento de animais e insetos.

A equipe PUFFER substituiu o papel por uma placa de circuito impresso - a mesma coisa dentro do seu smartphone. Isso permitiu que incorporassem mais eletrônicos, incluindo instrumentos de controle e rudimentares.

"A placa de circuito inclui os componentes eletrônicos e o corpo, o que permite que seja muito mais compacto, "disse Christine Fuller, um engenheiro mecânico da JPL que trabalhou na estrutura do PUFFER e testou sua confiabilidade. "Não há fixadores de montagem ou outras peças para lidar. Tudo está integrado para começar."

Kalind Carpenter do JPL, que é especialista em mobilidade robótica, fez quatro rodas para o robô dobrável em uma impressora 3D. Seu primeiro protótipo era pouco mais do que origami rolante, mas rapidamente ficou mais complexo.

As rodas evoluíram, indo de quatro para dois, e ganhando degraus que permitem subir inclinações. Eles também podem ser dobrados sobre o corpo principal, permitindo que o PUFFER rasteje. Uma cauda foi adicionada para estabilização. Painéis solares na barriga do PUFFER permitem que ele vire e recarregue ao sol.

A equipe fez parceria com o Biomimetic Millisystems Lab, que desenvolveu uma "caminhada deslizante" que mantém o bot avançando lentamente, uma roda de cada vez, sem escorregar. Uma empresa chamada Distant Focus Corporation, Champaign, Illinois, forneceu um microimagem de alta resolução sensível o suficiente para ver objetos com apenas 10 mícrons de tamanho - uma fração do diâmetro de um cabelo humano.

Muito antes, PUFFER estava pronto para um test drive.

Do Mojave a Marte

Depois de terem um protótipo funcional, a equipe do JPL levou o PUFFER para testes de campo. Em Rainbow Basin, Califórnia, o robô escalou encostas de rochas sedimentares e sob saliências.

Esse terreno serve como um análogo às paisagens marcianas. Em Marte, saliências podem estar protegendo moléculas orgânicas da radiação prejudicial. Encostas marcianas de cores escuras, que são do interesse dos cientistas, são outro alvo potencial.

Em um caminho de terra nivelado, PUFFER pode conduzir cerca de 2, 050 pés (625 metros) com uma carga de bateria. Isso pode oscilar um pouco dependendo de quanto os instrumentos de bordo são usados.

Além das condições do deserto, PUFFER foi equipado para a neve. Carpenter projetou rodas maiores e um rabo de peixe plano para ajudá-lo a atravessar o terreno invernal. Até aqui, foi testado em um resort de esqui em Grand Junction, Colorado; Grande urso, Califórnia; e no Monte Erebus, um vulcão ativo na Antártica.

Um dos testes de campo mais recentes do PUFFER não foi particularmente desafiador, mas ainda pode ser considerado um sucesso:o Consumer Electronics Show. No andar de um centro de convenções em Las Vegas, atraiu multidões de fãs de tecnologia maravilhados.

PUFFER cresce

O próximo passo é tornar o PUFFER um cientista. A equipe do JPL está pensando em adicionar uma série de instrumentos que permitiriam a amostragem de água para material orgânico, ou um espectrômetro para estudar a composição química de seu ambiente.

Também está ficando maior. Projetos futuros podem ser tão grandes quanto uma caixa de pão, sacrificando seu tamanho de microbot para maior robustez.

O mais empolgante de tudo seria tornar o PUFFER mais inteligente. Agora mesmo, ele funciona com Bluetooth e pode ser controlado remotamente. Mas Carpenter disse que gostaria de adicionar autonomia, permitindo que um enxame de PUFFERs conduzam a ciência como uma equipe móvel.

"Se Curiosity tivesse uma pilha de PUFFERs a bordo, cada um deles poderia ir para locais diferentes, e o rover iria apenas para o mais interessante, "Carpenter disse.

A equipe está esperançosa de que o PUFFER possa terminar em uma futura missão planetária. Já inclui muitos materiais compatíveis com Marte em sua construção, incluindo tecnologia de herança do Viking, Missões Pathfinder e Phoenix.

Por exemplo, O corpo do PUFFER é envolto em Nomex, um tecido resistente usado nos airbags que amorteceram os rovers Spirit e Opportunity da NASA quando pousaram em Marte. Nomex também é usado por bombeiros para repelir o calor, o que significa que o PUFFER pode sobreviver a altas temperaturas. Uma empresa chamada Pioneer Circuits, Santa ana, Califórnia, ajudou a integrar o Nomex nas placas de circuito dobráveis.

"Pequenos exploradores robóticos como o PUFFER podem mudar a forma como fazemos ciência em Marte, "Disse Karras." Como o Sojourner antes disso, achamos que é um avanço empolgante no design robótico. "