Este robô suave ‘pensa’ com as pernas

Uma equipe de pesquisa da Amsterdã criou um robô suave que anda, lúpulo e nada – tudo sem cérebro, eletrônica ou IA. Apenas tubos macios, ar e alguma física inteligente.

O estudo publicado em Ciência Descreve um dos robôs mais rápidos ainda e um dos mais simples. Não possui computador, software e sensores. E ainda assim, ele se move com uma coordenação e autonomia surpreendentes, simplesmente por causa de seu corpo e como ele interage com o mundo.

Então, o que realmente está dirigindo? Debaixo do movimento, há um princípio que você provavelmente já viu, embora talvez seja esquecido. Pense naqueles que oscilantes e os dançarinos de tubo inflável que se agitam em frente aos postos de gasolina. A mesma física que os faz mexer pode manter a chave para a próxima geração de robôs autônomos.

Alimentado por um fluxo contínuo de ar sozinho, cada uma das pernas moles e tubulares do robô começa a oscilar – não muito diferente dos dançarinos de tubo. Por si só, cada perna onda aleatoriamente. Mas quando muitos são acoplados, algo inesperado acontece: seus movimentos se sincronizam rapidamente, caindo em marcas de locomoção rítmica.

“De repente, a ordem emerge do caos”, diz o primeiro autor Alberto Comoretto. “Não há código, sem instruções. As pernas simplesmente caem em sincronia espontaneamente, e o robô decola”. Assim como os vaga -lumes piscando em sincronia ou células cardíacas pulsando em uníssono, movimentos coletivos complexos surgem de interações simples.

E é rápido. Quando um fluxo de ar é dado como entrada, o robô atinge 30 comprimentos do corpo por segundo. Relativamente falando, uma Ferrari atinge “apenas” 20 comprimentos por segundo. Essa velocidade é ordens de magnitude mais rápida que outros robôs movidos a ar, que normalmente requerem controle centralizado.

Ainda mais surpreendente: a sincronização se adapta. Se o robô chegar a um obstáculo, ele se reorienta. Quando se move de terra para água, a marcha muda espontaneamente de um padrão de salto em fase para um estilo livre de natação. Essas transições acontecem sem qualquer processador central ou lógica de controle. Em vez disso, o movimento emerge do acoplamento apertado entre o corpo e o ambiente.

“Na biologia, geralmente vemos inteligência descentralizada semelhante”, explica o co-autor Mannus Schomaker. “As estrelas do mar, por exemplo, coordenam centenas de pés de tubo usando feedback local e dinâmica corporal, não um cérebro centralizado”.

A pesquisa desafia a idéia convencional de que os robôs precisam de sistemas de controle complicados para realizar o comportamento realista. “Objetos simples, como tubos, podem dar origem a comportamentos complexos e funcionais, desde que entendamos como aproveitar a física subjacente”, diz o principal investigador Bas Overvelde. De fato, Overvelde prefere não chamá -lo de robô.

“Não há cérebro, não há computador. Essencialmente, é uma máquina. Mas, quando projetado adequadamente, ele pode superar muitos sistemas robóticos e se comportar como uma criatura artificial”.

Possíveis aplicações futuras variam de pílulas inteligentes a tecnologia espacial. Microrobotes seguros sem microeletrônicos que podem ser engolidos e liberar medicamentos após atingir autonomamente o tecido alvo. Exosuits robóticos vestíveis que sincronizam com os degraus de caminhada sem processadores – reduzindo seu consumo de energia e aumentando a força humana.

Máquinas mecânicas autônomas são adequadas para ambientes extremos, como o espaço, onde os eletrônicos tradicionais podem falhar. De maneira mais ampla, esses exemplos ilustram como essa pesquisa abre portas para sistemas mecânicos que se comportam como se tivessem um computador, sem realmente precisar de um.

Com este trabalho, a equipe espera inspirar novas maneiras de pensar sobre o design robótico: sistemas mais simples que são mais adaptáveis ​​e robustos. Não através da computação e IA, mas através da física.