Criaturas marinhas inspiram robôs marinhos projetados para operar em oceanos extraterrestres

Cientistas da Universidade de Bristol se basearam no design e na vida de um misterioso zooplâncton para desenvolver robôs subaquáticos.

Essas unidades robóticas chamadas RoboSalps, em homenagem a seus homônimos animais, foram projetadas para operar em ambientes desconhecidos e extremos, como oceanos extraterrestres.

Embora as salpas se pareçam com águas-vivas com seus corpos semitransparentes em forma de barril, elas pertencem à família dos Tunicata e têm um ciclo de vida complexo, mudando entre gerações solitárias e agregadas onde se conectam para formar colônias.

As RoboSalps têm corpos tubulares igualmente leves e podem se ligar umas às outras para formar “colônias”, o que lhes dá novas capacidades que só podem ser alcançadas porque trabalham juntas.

A pesquisadora Valentina Lo Gatto, do Departamento de Engenharia Aeroespacial de Bristol, está liderando o estudo. Ela também é aluna do EPSRC Center of Doctoral Training in Future Autonomous and Robotic Systems (FARSCOPE CDT).

Ela disse: “RoboSalp é o primeiro robô modular inspirado em salp. Cada módulo é feito de uma estrutura tubular macia muito leve e uma hélice de drone que permite que eles nadem. Esses módulos simples podem ser combinados em ‘colônias’ que são muito mais robustos e com potencial para realizar tarefas complexas. Devido ao seu baixo peso e robustez, são ideais para missões extraterrestres de exploração subaquática, por exemplo, no oceano subterrâneo da lua de Júpiter, Europa.”

RoboSalps são únicos, pois cada módulo individual pode nadar por conta própria. Isso é possível por causa de um pequeno motor com pás do rotor – normalmente usado para drones – inserido na estrutura tubular macia.

Ao nadar sozinhos, os módulos do RoboSalps são difíceis de controlar, mas depois de juntá-los para formar colônias, tornam-se mais estáveis ​​e apresentam movimentos sofisticados.

Além disso, ao juntar várias unidades, os cientistas obtêm automaticamente um sistema redundante, o que o torna mais robusto contra falhas. Se um módulo quebrar, toda a colônia ainda pode se mover.

Uma colônia de robôs macios é um conceito relativamente novo com uma ampla gama de aplicações interessantes. RoboSalps são macios, potencialmente bastante eficientes em termos de energia e robustos devido à redundância inerente. Isso os torna ideais para missões autônomas onde um controle humano direto e imediato pode não ser viável.

O Dr. Helmut Hauser, do Departamento de Matemática de Engenharia de Bristol, explicou: “Isso inclui a exploração de ambientes submarinos remotos, túneis de esgoto e sistemas de resfriamento industrial. Devido ao baixo peso e maciez dos módulos RoboSalp, eles também são ideais para extra- missões terrestres. Eles podem ser facilmente armazenados em um volume reduzido, ideal para reduzir as cargas úteis de missões espaciais globais.”

Um corpo compatível também fornece interação mais segura com ecossistemas potencialmente delicados, tanto na Terra quanto extraterrestres, reduzindo o risco de danos ambientais. A possibilidade de destacar unidades ou segmentos e reorganizá-los confere adaptabilidade ao sistema: uma vez alcançado o ambiente-alvo, a colônia pode ser implantada para iniciar sua exploração.

Em um determinado ponto, ele pode se dividir em vários segmentos, cada um explorando em uma direção diferente, e depois remontar em uma nova configuração para atingir um objetivo diferente, como manipulação ou coleta de amostras.

O Prof. Jonathan Rossiter acrescentou: “Também estamos desenvolvendo abordagens de controle que são capazes de explorar a conformidade dos módulos com o objetivo de alcançar movimentos com eficiência energética próximos aos observados em salpas biológicas.”