Robô abacate balança em direção a copas de árvores inexploradas

Ele faz rapel em altura e contorna obstáculos: um dia o Robot Avocado manobrará através da copa da floresta tropical e coletará dados para pesquisadores sobre esse habitat de difícil acesso.

O robô inovador, Avocado, possui uma carcaça robusta com formato semelhante ao da fruta verde. Escondida dentro dele está a tecnologia que permitirá ao robô navegar pelas copas das árvores de forma autônoma.

O abacate é uma das mais recentes invenções no campo da robótica ambiental.

“A ideia por trás desta área de pesquisa é tirar robôs das fábricas e usá-los ao ar livre para pesquisas ambientais”, explica Steffen Kirchgeorg, estudante de doutorado na ETH Zurique e no Instituto Federal Suíço de Pesquisa de Florestas, Neve e Paisagens em Birmensdorf.

Especialmente nas florestas tropicais – os habitats com maior biodiversidade do mundo – é na densa copa que o maior número de organismos vivos está ativo. Explorar estes habitats é extremamente difícil; subir nas árvores apenas permite que as equipes de pesquisa coletem dados de forma seletiva.

Para os robôs existentes, este ambiente também é desafiador. Os drones aéreos são inadequados porque as pás do rotor ficariam emaranhadas na folhagem e as diferentes espessuras e texturas dos galhos representam um desafio para os robôs escaladores.

Como uma aranha em um fio

“É por isso que tivemos a ideia de tentar obter acesso de cima”, explica Kirchgeorg. O robô é amarrado por um cabo a um dos galhos mais altos de uma árvore e de lá é baixado até a copa da árvore.

Os pesquisadores tiveram essa ideia observando aranhas, que também praticam rapel em seus fios de seda. Na atual fase de testes, os pesquisadores ainda estão amarrando o robô manualmente, subindo na árvore. Mais tarde, um drone também poderia servir como uma espécie de nave-mãe, transportando o robô para áreas inacessíveis e ancorando-o nos galhos mais altos das árvores.

Uma vez preso à árvore, o Avocado pode subir e descer sozinho – graças a um guincho que fica escondido na parte superior de sua caixa. Dentro de sua “protuberância” – parte onde ficaria o caroço de um abacate verdadeiro – o robô possui dois rotores. Ele os utiliza para ganhar impulso e manobrar em torno de galhos, folhagens e outros obstáculos.

Juntamente com colegas do grupo de investigação de Stefano Mintchev, Kirchgeorg realizou simulações para ver como o robô pode mover-se de forma autónoma através do uso hábil do seu guincho e dos seus rotores. Sua pesquisa é publicada na revista Transações IEEE em Robótica.

O robô recebe informações sobre o seu ambiente a partir de uma câmera integrada. Mas não é tão simples assim – como explica Kirchgeorg: “As condições de iluminação nas copas das árvores são muito difíceis, com luz e escuridão alternando em rápida sucessão. Então, agora estamos tentando fazer com que a câmera transmita uma percepção de profundidade, mesmo sob essas condições. condições.”

Mas o robô já superou uma pista de obstáculos interna predefinida e também sobreviveu a um teste em uma árvore real.

Onde ninguém mais pode ir

Depois que o Avocado tiver dominado totalmente a locomoção autônoma, Kirchgeorg pode imaginá-lo sendo usado na floresta tropical por um período mais longo. Ao permanecer amarrado, o robô só consumirá a energia da bateria quando precisar se mover – e poderá ser possível transmitir eletricidade pelo cabo a partir de uma célula solar montada acima. Além disso, o robô funciona tão silenciosamente que não há risco de perturbar os habitantes da árvore.

Estar preso por um cabo tem outra vantagem: como o robô pode carregar bastante peso, ele pode ser equipado com vários instrumentos – por exemplo, sensores de umidade e temperatura para mapear o microclima em diferentes seções da copa das árvores, ou braços de pinça e filtros de ar para coleta de amostras de DNA.

“Podemos até descobrir novas espécies de animais ou plantas”, diz Kirchgeorg. Um grande número de espécies anteriormente desconhecidas provavelmente ainda está escondido na copa da floresta tropical.

Com o Avocado e diversas outras atividades de pesquisa, a equipe – trabalhando em conjunto com outros grupos de pesquisa da ETH – chegou à final da competição “XPRIZE Rainforest”, que traz um substancial prêmio em dinheiro.

A fundação por trás do concurso concede o prêmio às inovações que irão acelerar o monitoramento da biodiversidade nas florestas tropicais. O tempo é essencial, à medida que cada vez mais florestas tropicais – e com elas habitats valiosos – são vítimas da agricultura e da desflorestação.