Avanços na robótica leve poderão algum dia permitir que robôs trabalhem ao lado de humanos, ajudando-os a levantar objetos pesados ​​ou retirando-os de perigo. Como um passo em direção a esse futuro, Pesquisadores da Universidade de Stanford desenvolveram um novo tipo de robô macio que, ao emprestar recursos da robótica tradicional, está seguro, mantendo a capacidade de se mover e mudar de forma.

"Uma limitação significativa da maioria dos robôs soft é que eles precisam ser acoplados a um compressor de ar volumoso ou ligados a uma parede, que os impede de se mover, "disse Nathan Usevitch, um estudante de graduação em engenharia mecânica em Stanford. "Então, nos perguntamos:e se mantivéssemos a mesma quantidade de ar dentro do robô o tempo todo? "

Desse ponto de partida, os pesquisadores acabaram com um robô macio em escala humana que pode mudar sua forma, permitindo-lhe agarrar e manusear objetos e rolar em direções controláveis. Sua invenção é descrita em um artigo publicado em 18 de março em Ciência Robótica .

"A descrição casual desse robô que dou às pessoas é Baymax do filme Big Hero 6 misturado com Transformers. Em outras palavras, Um leve, robô seguro para humanos misturado com robôs que podem mudar drasticamente sua forma, "disse Usevitch.

Uma combinação de muitos robôs

A versão mais simples desse robô mole é um tubo inflado que passa por três pequenas máquinas que o prendem em forma de triângulo. Uma máquina mantém as duas extremidades do tubo juntas; os outros dois dirigem ao longo do tubo, mudando a forma geral do robô movendo seus cantos. Os pesquisadores chamam de "robô isoperimétrico" porque, embora a forma mude drasticamente, o comprimento total das bordas - e a quantidade de ar em seu interior - permanece o mesmo.

O robô isoperimétrico é descendente de três tipos de robôs:robôs macios, robôs de treliça e robôs coletivos. Robôs macios são leves e compatíveis, robôs treliçados têm formas geométricas que podem mudar de forma e robôs coletivos são pequenos robôs que trabalham juntos, tornando-os particularmente fortes em caso de falhas em uma única peça.

"Estamos basicamente manipulando uma estrutura flexível com motores tradicionais, "disse Sean Follmer, professor assistente de engenharia mecânica e co-autor sênior do artigo. "É uma classe realmente interessante de robôs que combina muitos dos benefícios dos robôs leves com todo o conhecimento que temos sobre os robôs mais clássicos."

Para fazer uma versão mais complexa do robô, os pesquisadores simplesmente unem vários triângulos. Ao coordenar os movimentos dos diferentes motores, eles podem fazer com que o robô execute comportamentos diferentes, como pegar uma bola envolvendo-a em três lados ou alterar o centro de massa do robô para fazê-lo rolar.

"Um entendimento fundamental que desenvolvemos foi o de criar movimento com um grande, robô pneumático macio, você realmente não precisa bombear o ar para dentro e para fora, "disse Elliot Hawkes, professor assistente de engenharia mecânica na Universidade da Califórnia, Santa Bárbara e co-autora sênior do artigo. "Você pode usar o ar que já possui e apenas movê-lo com esses motores simples; este método é mais eficiente e permite que nosso robô se mova muito mais rapidamente."

Do espaço sideral à sua sala de estar

O campo da robótica leve é ​​relativamente jovem, o que significa que as pessoas ainda estão descobrindo as melhores aplicações para essas novas criações. Sua maciez segura, mas robusta, pode torná-los úteis em residências e locais de trabalho, onde robôs tradicionais podem causar ferimentos. Robôs flexíveis também são atraentes como ferramentas de resposta a desastres.

Outras possibilidades interessantes para o robô isoperimétrico podem estar fora do planeta. "Este robô pode ser muito útil para a exploração espacial, especialmente porque pode ser transportado em um pequeno pacote e, em seguida, operar sem amarras depois de inflar, "disse Zachary Hammond, um estudante de graduação em engenharia mecânica em Stanford e co-autor principal do artigo, com Usevitch. "Em outro planeta, poderia usar sua capacidade de mudança de forma para atravessar ambientes complicados, espremendo-se por espaços apertados e espalhando-se por cima de obstáculos. "

Por enquanto, os pesquisadores estão experimentando diferentes formas para seu robô flexível e considerando colocá-lo na água para ver se consegue nadar. Eles também estão explorando ainda mais novos tipos de robôs soft, cada um com seus próprios recursos e benefícios.

"Esta pesquisa destaca o poder de pensar sobre como projetar e construir robôs de novas maneiras, "disse Allison Okamura, professor de engenharia mecânica e coautor do artigo. "A criatividade do projeto de robôs está se expandindo com esse tipo de sistema e isso é algo que realmente gostaríamos de encorajar no campo da robótica."