Braço robótico usa IA para controlar objetos flutuantes na água
Por Gustavo Minari • Editado por Douglas Ciriaco |
Pesquisadores da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, desenvolveram um braço robótico capaz de controlar objetos flutuantes remotamente. Eles usaram mecanismos de aprendizado de reforço profundo — campo da inteligência artificial (IA) que gerencia tomadas de decisões complexas — para modelar as interações em fluidos.
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O controle remoto de objetos flutuantes em uma superfície fluida tem inúmeras aplicações: em pequenas escalas, o sistema pode ser usado na manipulação de células e microrganismos, por exemplo. Em proporções maiores, ele se torna uma ferramenta importante para coleta de detritos aquáticos ou na transferência de tecidos em lâminas de microscópio para diagnóstico médico.
“O que nos inspirou a iniciar esta pesquisa foi testemunhar técnicos de hospitais navegando em amostras biológicas flutuantes na água durante a preparação de lâminas de microscópio para diagnóstico de câncer. Esta é uma tarefa muito difícil para os robôs, mas com nosso projeto é possível automatizar o que apenas técnicos humanos qualificados podem fazer”, explica o professor de robótica Fumiya Iida.
Difícil de modelar
As interações de fluido são extremamente difíceis de modelar devido ao seu tipo de comportamento, geralmente governado por interações muito complexas de forças internas e fatores externos, que não podem ser previstos matematicamente com segurança por um sistema de inteligência artificial.
Para contornar esse problema, os pesquisadores desenvolveram uma estrutura de controle que pode transportar objetos flutuantes de um local para outro. O braço robótico aprende a comandar o caminho percorrido por esse objeto flutuante usando tentativa e erro para determinar qual a melhor estratégia de movimento a ser seguida.
“Dispositivos especializados são usados atualmente para manipulação remota em pequena escala de objetos flutuantes. Normalmente, eles utilizam sinais magnéticos ou ópticos para essa tarefa. No entanto, isso acrescenta restrições na configuração e no tipo de materiais que podem ser controlados”, acrescenta o professor de engenharia e sensoriamento robótico Thomas George Thuruthel.
Braço robótico
Durante os testes em laboratório, os cientistas usaram um braço robótico para excitar a água por repetidas vezes, gerando fluxos na superfície capazes de remover objetos de qualquer local inicial para um destino específico, com rotações variando entre 0, 90 e 180 graus.
Ao testar essa abordagem periodicamente, eles descobriram que à medida que o ângulo e o comprimento do caminho aumentavam, a trajetória observada se tornava mais imprevisível. No entanto, na maioria das vezes, o objeto podia ser transportado para o local desejado com segurança.
“Gostaríamos de ampliar nossa configuração substituindo-a por sensores ultrassônicos ou LiDAR, explorando sua aplicação potencial para manipulação de detritos e derramamento de óleo. Há, no entanto, um longo caminho a percorrer antes que isso possa ser testado e validado no mundo real. Demos apenas o primeiro passo”, conclui o estudante de engenharia robótica David Hardman, coautor do estudo.
Fonte: Universidade de Cambridge