p Os cientistas desenvolveram uma mão robótica impressa em 3D que pode tocar frases musicais simples no piano apenas movendo o pulso. E embora o robô não seja um virtuoso, demonstra o quão desafiador é replicar todas as habilidades de uma mão humana, e quantos movimentos complexos ainda podem ser alcançados por meio do design. p A mão do robô, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge, foi feito por materiais macios e rígidos de impressão 3D juntos para replicar todos os ossos e ligamentos - mas não os músculos ou tendões - em uma mão humana. Mesmo que isso limitasse a amplitude de movimento da mão do robô em comparação com a mão humana, os pesquisadores descobriram que uma gama surpreendentemente ampla de movimentos ainda era possível, dependendo do design mecânico da mão.

p Usando este movimento 'passivo' - no qual os dedos não podem se mover independentemente - o robô foi capaz de imitar diferentes estilos de tocar piano sem alterar o material ou as propriedades mecânicas da mão. Os resultados, relatado no jornal Ciência Robótica , poderia ajudar a informar o projeto de robôs que são capazes de movimentos mais naturais com uso mínimo de energia.

p O movimento complexo em animais e máquinas resulta da interação entre o cérebro (ou controlador), o meio ambiente e o corpo mecânico. As propriedades mecânicas e o design dos sistemas são importantes para o funcionamento inteligente, e ajudam os animais e as máquinas a se moverem de maneiras complexas sem gastar quantidades desnecessárias de energia.

p "Podemos usar a passividade para alcançar uma ampla gama de movimentos em robôs:caminhar, nadando ou voando, por exemplo, "disse Josie Hughes do Departamento de Engenharia de Cambridge, o primeiro autor do artigo. "O design mecânico inteligente nos permite atingir a amplitude máxima de movimento com custos de controle mínimos:queríamos ver quanto movimento poderíamos obter apenas com a mecânica."

p Nos últimos anos, os componentes macios começaram a ser integrados ao design de robótica graças aos avanços nas técnicas de impressão 3-D, o que permitiu aos pesquisadores adicionar complexidade a esses sistemas passivos.

p A mão humana é incrivelmente complexa, e recriar toda a sua destreza e adaptabilidade em um robô é um enorme desafio de pesquisa. A maioria dos robôs avançados de hoje não são capazes de tarefas de manipulação que crianças pequenas podem realizar com facilidade.

p "A motivação básica deste projeto é entender a inteligência incorporada, isso é, a inteligência em nosso corpo mecânico, "disse o Dr. Fumiya Iida, quem liderou a pesquisa. "Nossos corpos consistem em designs mecânicos inteligentes, como ossos, ligamentos, e skins que nos ajudam a comportar-se de maneira inteligente, mesmo sem o controle ativo do cérebro. Ao usar a tecnologia de impressão 3-D de última geração para imprimir mãos macias semelhantes às humanas, agora podemos explorar a importância dos designs físicos, isoladamente do controle ativo, o que é impossível de fazer com pianistas humanos, pois o cérebro não pode ser 'desligado' como nosso robô. "

p "Tocar piano é um teste ideal para esses sistemas passivos, como é um desafio complexo e cheio de nuances que exige uma gama significativa de comportamentos para alcançar diferentes estilos de jogo, "disse Hughes.

p O robô foi 'ensinado' a jogar considerando como a mecânica, propriedades do material, o ambiente e a atuação do pulso afetam o modelo dinâmico da mão. Atuando o pulso, é possível escolher como a mão interage com o piano, permitindo que a inteligência incorporada da mão determine como ela interage com o ambiente.

p Os pesquisadores programaram o robô para tocar uma série de frases musicais curtas com notas cortadas (staccato) ou suaves (legato), alcançado através do movimento do pulso. "É apenas o básico neste momento, mas mesmo com este único movimento, ainda podemos ter um comportamento bastante complexo e matizado, "disse Hughes.

p Apesar das limitações da mão do robô, os pesquisadores dizem que sua abordagem conduzirá mais pesquisas sobre os princípios básicos da dinâmica do esqueleto para realizar tarefas de movimento complexas, bem como aprender onde estão as limitações dos sistemas de movimento passivos.

p "Esta abordagem ao projeto mecânico pode mudar a forma como construímos a robótica, "disse Iida." A abordagem de fabricação nos permite projetar estruturas mecanicamente inteligentes de uma forma altamente escalonável. "

p "Podemos estender essa pesquisa para investigar como podemos realizar tarefas de manipulação ainda mais complexas:desenvolver robôs que podem realizar procedimentos médicos ou manusear objetos frágeis, por exemplo, "disse Hughes." Essa abordagem também reduz a quantidade de aprendizado de máquina necessária para controlar a mão; desenvolvendo sistemas mecânicos com inteligência embutida, torna o controle muito mais fácil para os robôs aprenderem. "