Robô ‘sem cérebro’ pode navegar por obstáculos complexos

Os pesquisadores que criaram um robô macio que poderia navegar em labirintos simples sem direção humana ou computacional agora desenvolveram esse trabalho, criando um robô macio “sem cérebro” que pode navegar em ambientes mais complexos e dinâmicos. O artigo, “Escaper de labirinto robótico macio e autônomo fisicamente inteligente”, foi publicado em 8 de setembro na revista Avanços da Ciência.

“Em nosso trabalho anterior, demonstramos que nosso robô macio era capaz de torcer e virar através de uma pista de obstáculos muito simples”, diz Jie Yin, co-autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor associado de mecânica e aeroespacial. engenharia na Universidade Estadual da Carolina do Norte. “No entanto, ele não conseguia virar a menos que encontrasse um obstáculo. Em termos práticos, isso significava que o robô às vezes ficava preso, saltando para frente e para trás entre obstáculos paralelos.

“Desenvolvemos um novo robô macio que é capaz de girar sozinho, permitindo-lhe percorrer labirintos tortuosos, até mesmo contornando obstáculos em movimento. E tudo isso é feito usando inteligência física, em vez de ser guiado por um computador.”

A inteligência física refere-se a objetos dinâmicos – como robôs leves – cujo comportamento é governado pelo seu design estrutural e pelos materiais de que são feitos, em vez de ser dirigido por um computador ou por intervenção humana.

Tal como acontece com a versão anterior, os novos robôs macios são feitos de elastômeros de cristal líquido em forma de fita. Quando os robôs são colocados em uma superfície com pelo menos 55° Celsius (131° Fahrenheit), que é mais quente que o ar ambiente, a parte da fita que toca a superfície se contrai, enquanto a parte da fita exposta ao ar não. não. Isto induz um movimento de rolamento; quanto mais quente a superfície, mais rápido o robô rola.

No entanto, enquanto a versão anterior do robô suave tinha um design simétrico, o novo robô tem duas metades distintas. Metade do robô tem o formato de uma fita torcida que se estende em linha reta, enquanto a outra metade tem o formato de uma fita torcida mais firmemente que também gira em torno de si mesma como uma escada em espiral.

Este design assimétrico significa que uma extremidade do robô exerce mais força no solo do que a outra extremidade. Pense em um copo de plástico com a boca mais larga que a base. Se você rolar sobre a mesa, ele não rolará em linha reta – ele formará um arco ao percorrer a mesa. Isso se deve ao seu formato assimétrico.

“O conceito por trás do nosso novo robô é bastante simples: devido ao seu design assimétrico, ele gira sem ter que entrar em contato com um objeto”, diz Yao Zhao, primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado na NC State. “Então, embora ele ainda mude de direção quando ‘entra’ em contato com um objeto – permitindo-lhe navegar em labirintos – ele não pode ficar preso entre objetos paralelos. Em vez disso, sua capacidade de se mover em arcos permite que ele essencialmente se mova livremente .”

Os pesquisadores demonstraram a capacidade do design assimétrico do robô macio de navegar em labirintos mais complexos – incluindo labirintos com paredes móveis – e caber em espaços mais estreitos do que o tamanho do seu corpo. Os pesquisadores testaram o novo design do robô tanto em uma superfície metálica quanto na areia. Um vídeo do robô assimétrico em ação pode ser visto abaixo:

“Este trabalho é mais um passo em frente para nos ajudar a desenvolver abordagens inovadoras para o design de robôs leves – especialmente para aplicações onde os robôs leves seriam capazes de extrair energia térmica de seu ambiente”, diz Yin.

O primeiro autor do artigo é Yao Zhao, pesquisador de pós-doutorado na NC State. Hao Su, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State, é co-autor correspondente.