Robô flexível que pode entrar furtivamente em pequenos espaços para mapeamento e inspeções

Um robô macio semelhante a um lagarto que pode penetrar em paredes, dutos e tubulações para realizar inspeções e tarefas de mapeamento tridimensional que podem ser perigosas ou impossíveis para humanos foi desenvolvido por pesquisadores do WPI em parceria com a cidade de Worcester.

A equipe – Cagdas Onal, Paul Mathisen, Yunus Telliel e Berk Calli – colaborou com estudantes e autoridades municipais para projetar o robô delgado e deformável, que pode entrar em espaços apertados de forma muito menos invasiva do que os métodos atuais permitem.

A equipe construiu o protótipo do robô – um design de “origami” feito de plástico, peças impressas em 3D e usinadas a laser, placas de circuito personalizadas, um computador em miniatura, sensores, algumas peças de metal e motores – e o testou em locais em todo o mundo. cidade que incluía a Prefeitura e o Worcester Senior Center. Devido ao seu tamanho e formato, o protótipo do robô foi capaz de manobrar pelos cantos e recantos da infraestrutura antiga para navegar discretamente dentro das paredes, acima dos tetos falsos e nos dutos.

Projetado para acomodar câmeras e sensores que podem medir temperatura e níveis de contaminantes, o robô pode operar com certa autonomia por meio de inteligência artificial e pode mapear as áreas por onde passa, coletando dados importantes.

Os sistemas de direção e propulsão do robô são separados e o robô pode deformar seu corpo – como um lagarto – para entrar em espaços pequenos. Uma vez dentro de um espaço, ele pode viajar horizontalmente e até verticalmente em espaços estreitos. Ele é capaz de navegar em estruturas labirínticas sem ficar preso, e sua estrutura modular permite usar vários motores para escalar degraus ou lacunas maiores, ou operar dentro de redes de tubulação.

Se concluído e comercializado, o robô poderá melhorar a segurança dos trabalhadores e tornar as cidades mais sustentáveis, facilitando a modernização de edifícios para adaptação climática.

“Alguns destes locais onde o robô pode entrar não são ideais para a saúde dos trabalhadores”, disse Telliel, professor assistente de antropologia. “Uma das nossas prioridades é projetar para a segurança das pessoas que usariam este robô”.

Como cientista social da equipe, Telliel também disse que um aspecto significativo deste projeto é o seu potencial para apresentar parcerias com o setor público e cívico como um motor de inovação em robótica – o que ele chama de “robótica de interesse público”.

Mathisen, professor associado e diretor de sustentabilidade, disse que para Worcester e muitas outras cidades, a energia é um fator importante na determinação do impacto das alterações climáticas numa população. O robô pode ser útil para determinar a melhor forma de isolar as áreas superiores dos edifícios, que são suscetíveis a altas perdas de calor e energia nos meses mais frios do inverno, e também ao calor concentrado durante as ondas de calor do verão, disse ele.

Calli, professor assistente de engenharia robótica, disse que as capacidades de vídeo e mapeamento tridimensional do robô poderiam preencher a lacuna entre o que um município sabe sobre um edifício a partir de plantas e licenças de construção, e o que realmente existe. Muitos edifícios mais antigos carecem de planos detalhados e provavelmente sofreram modificações ao longo dos anos sem muita documentação.

Matthew Urban, gerente de projetos de capital da cidade de Worcester, trabalhou com a equipe do WPI durante o desenvolvimento e teste do robô, proporcionando acesso a espaços apertados em edifícios antigos. Ele disse que o robô promete ir além das limitações da tecnologia de escopo atual e pode provar ser uma ferramenta crítica usada para atualizar cuidadosamente edifícios históricos.

“A Prefeitura tem quase 130 anos”, disse Urban. “Dentro das paredes há gesso, tela de arame, alvenaria maciça e construção em aço. Sempre que preciso saber o que há nesta parede, preciso fazer um buraco. lá, e precisa olhar na direção certa, e talvez não esteja claro o suficiente. Então preciso fazer outro buraco.

O processo pode danificar edifícios e drenar recursos de municípios com dificuldades financeiras, disse Onal, professor associado de engenharia robótica.

“Isso é exatamente o que estamos tentando evitar”, disse ele.

Onal disse que a equipa está a desenvolver propostas e a continuar os seus esforços para refinar ainda mais o design, realizar mais testes e desenvolver um sistema que apoie os funcionários municipais nos seus esforços para mitigar os impactos das alterações climáticas.