Como funcionam os Snakebots

Um modelo de terceira geração de um snakebot sendo desenvolvido para a exploração de Marte Foto cedida pela NASA / Jonas Dino p As cobras são criaturas únicas porque seus corpos permitem que entrem nas fendas e fendas do mundo que a maioria das outras criaturas não consegue. Na falta de esqueletos e extremidades rígidas, cobras podem contorcer seus corpos para entrar em buracos minúsculos, enrole-se em galhos de árvores e deslize sobre rochas que de outra forma seriam impossíveis de manejar. Essas qualidades serpentinas são a inspiração para um novo tipo de robótico, sonda interplanetária, chamado de cobra , sendo desenvolvido por engenheiros do Ames Research Center da NASA.

p Desde 1964, A NASA enviou 10 exploradores robóticos para voar, orbitar ou vagar ao redor de Marte, mas os snakebots darão aos cientistas uma visão sem precedentes da paisagem marciana. Snakebots, que pode estar pronto em 2005, será capaz de cavar no solo solto de Marte e cavar até profundidades que outras sondas robóticas não podem alcançar. Eles podem deslizar para as fendas da superfície do planeta. "Um snakebot poderia navegar em zonas difíceis, terreno íngreme onde um rover robótico com rodas provavelmente ficaria preso ou tombaria, "engenheiro líder snakebot Gary Haith diz.

p Espera-se que os snakebots sejam mais duráveis e baratos do que qualquer sonda que já foi enviada para investigar um planeta. Nesta edição de Como as coisas irão funcionar , você descobrirá como os snakebots explorarão outros mundos, executar tarefas de construção e talvez até mesmo ser vendidos como brinquedos controlados por rádio.

Snakebot Anatomy

Foto cedida pela NASA p Snakebots são diferentes de qualquer sonda robótica já usada para missões espaciais. Para que um robô imite os movimentos de uma cobra biológica, alguns recursos de design especiais devem ser usados. Os snakebots da NASA são um modelo do polybot Desenvolvido por Mark Yim do Centro de Pesquisa Xerox Palo Alto. Polybots são robôs capazes de mudar sua forma para realizar uma variedade de tarefas. Snakebots irão deslizar e cavar debaixo do solo para levantamentos geológicos, ou enrole-se para transportar ferramentas para construção no espaço.

p O corpo principal de um snakebot consiste em cerca de 30, idêntico, módulos em forma de dobradiça que são interligados em uma cadeia. Esses módulos são conectados por uma coluna central e trabalham juntos para executar várias funções. A estrutura do snakebot será construída de um material de policarbonato e coberta por um pele artificial para protegê-lo dos elementos marcianos. Aqui está uma visão mais detalhada da arquitetura e dos módulos individuais de um snakebot:

Eletrônicos - Cada snakebot terá um computador central, possivelmente localizado na cabeça do snakebot, que funciona em conjunto com computadores menores em cada módulo. Os fios irão conectar cada módulo aos seus módulos vizinhos, criando uma rede de módulos que funcionam juntos como uma unidade. A fiação também transportará comunicações e energia de e para o cérebro do computador.
Microcontroladores - Esses minúsculos computadores interpretarão os sinais do computador principal para controlar o movimento. Em modelos posteriores, eles podem ser conectados a um conjunto de sensores para fornecer reflexos.
Sensores - Em modelos posteriores, sensores de deformação podem ser adicionados à estrutura de reforço de metal do robô. Esses sensores irão indicar se a cobra está em contato com alguma coisa, onde está tocando e quão difícil é o contato.
Motores - Dois servomotores, que são como motores de hobby prontos para uso, será usado para mover as várias partes em cada módulo. Cada motor será ativado por um sinal do processador principal.
Rodas - Cada módulo será equipado com uma roda. A roda não será totalmente responsável pelo transporte do snakebot - será usada apenas para facilitar o movimento.
Engrenagens - Trabalhando em conjunto com a eletrônica, as engrenagens permitirão o movimento das dobradiças. Isso dará à cobra a capacidade de se enrolar, vento lateral e minhoca de polegada em seu caminho através do solo ou se enrolam em objetos.
Câmera - Pequenas câmeras acopladas aos snakebots darão à NASA uma visão nunca antes vista do planeta vermelho.
Bielas - Quando uma seção começa a se mover, essas bielas com junta esférica puxarão e ativarão a seção ao lado dela.

Uma olhada de perto nos módulos snakebot Foto cedida pela NASA p Snakebots serão capazes de limitar o peso da espaçonave transportando-os para o espaço. O design semelhante a uma cobra permite que eles executem muitas tarefas sem muitos equipamentos extras. "Uma das muitas vantagens do design baseado em cobra é que o robô pode ser reparado em campo, "O engenheiro da NASA Gary Haith diz." Podemos incluir um monte de módulos sobressalentes idênticos com a cobra em uma missão espacial, e então podemos consertar o snakebot com muito mais facilidade do que um robô comum que precisa de peças específicas. "

p Ao contrário das sondas robóticas anteriores, snakebot será muito barato. Em contraste com a Mars Odyssey de US $ 135 milhões lançada em 7 de abril, 2001, os snakebots provavelmente custarão apenas algumas centenas de dólares cada. Na verdade, o custo do snakebot é tão baixo que um pesquisador diz que existe a possibilidade de desenvolver uma versão em brinquedo.

Deslizando em outros mundos

Snakebots serão capazes de se mover facilmente em terrenos extraterrestres. Foto cedida pela NASA / Dominic Hart p Diferentes tipos de cobras têm diferentes maneiras de se mover em seus ambientes, incluindo enrolamento lateral, deslizando e diminuindo lentamente. Snakebots será capaz de realizar todos esses movimentos. Eles também serão capazes de se enrolar e capotar para escalar obstáculos. Até aqui, as versões de teste do snakebot foram controladas remotamente. Eventualmente, os cientistas terão que encontrar maneiras de dar a esses robôs uma forma de inteligência para que possam operar longe da Terra.

p "Nosso primeiro robô faz o que mandamos fazer, não importa quais são os resultados. Se se trata de um obstáculo, o robô continuará tentando passar por cima dele, mesmo que a tarefa seja impossível, "Haith diz." Fizemos o primeiro, robô simples porque queríamos um snakebot em um ou dois dias, um robô que nos ajudasse a pensar em como um snakebot poderia e deveria se mover. "

p Trabalhe em um modelo snakebot mais avançado, aquele que seria capaz de um comportamento independente, já começou. O principal componente deste snakebot inteligente é um controle baseado em sensor. Sensores embutidos no corpo do snakebot permitiriam que ele tomasse decisões autônomas sobre seus movimentos. Parte desse desenvolvimento incluirá escrever um software que permitirá ao snakebot aprender com sua própria experiência. Essas lições podem incluir como rastejar de superfícies macias para duras, como passar por terrenos acidentados e como escalar andaimes e entrar em rachaduras. "Essas habilidades ajudariam o robô a procurar fósseis ou água em outro planeta, "Haith diz.

p Outra melhoria que os pesquisadores esperam fazer é dar músculos ao snakebot. Esses músculos artificiais seriam feitos de plástico ou borracha, que se dobrariam quando a eletricidade fosse aplicada. Isso diminuiria o peso da cobra e a tornaria resistente "como um pneu de automóvel, "Haith diz. Um dia, um exército desses pequenos snakebots poderia pousar em Marte e rastejar para fora de uma nave espacial para realizar buscas profundas no planeta. Eles podem até começar a construir uma base para uma futura colônia humana.