Minirrobôs sem "cérebro" trabalham melhor quando estão em bando; assista!

Minirrobôs sem "cérebro" trabalham melhor quando estão em bando; assista!

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 02 de Agosto de 2021 às 18h30
Reprodução/University of Bordeaux

Pesquisadores da Universidade de Bordeaux, na França, e da Universidade de Amsterdã, na Holanda, descobriram que enxames de robôs minúsculos são capazes de realizar tarefas complexas quando trabalham em conjunto. Ao vibrar suas pequenas estruturas em formato de bastão, que se parecem com pezinhos de centopeia, eles conseguem transportar objetos maiores ou se mover ao redor de obstáculos.

Em vez de usar uma base vibratória convencional, os cientistas utilizaram um dispositivo que desempenha a mesma função, mas que não funciona acoplado ao robô. Essa abordagem dá ao bot a capacidade de traçar uma estratégia simples de movimento, permitindo sua adaptação ao ambiente em tempo real.

“Nós confinamos um enxame de robôs móveis e sem um cérebro operacional em um andaime deformável, criando uma superestrutura dinâmica que emerge da auto-organização dos robôs. A mobilidade observada está diretamente relacionada à capacidade dos bots de se alinharem paralelamente uns aos outros e perpendicularmente às paredes do andaime”, explica o professor de física da Universidade de Bordeaux, Jean-François Boudet, autor principal do estudo.

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Adaptáveis

Os mecanismos foram projetados para atingir comportamentos globais sofisticados por meio de interações simples entre robôs com detecção rudimentar e habilidades locomotivas. Mesmo sem uma central de comando individual, eles conseguem desenvolver sistemas de movimento direcional, permitindo uma exploração espacial em qualquer ambiente previamente configurado.

Depois de várias tentativas em laboratório, os pesquisadores detectaram alguns padrões recorrentes em movimentos aleatórios. Quando os robôs se chocavam, eles tendiam a se agrupar nas bordas de uma barreira. Após apresentar esse comportamento, os bots começaram a agir como se fossem uma única unidade.

“Com base nessa compreensão fundamental de locomoção nesses ambientes confinados, criamos uma estratégia simples para direcionar o movimento e testar diferentes possibilidades, como puxar cargas, mover-se por uma pista de obstáculos, limpar uma arena ou interagir com outros robôs”, acrescenta o professor Boudet.

Trabalho em equipe

Ao mudar o cenário que serviu de modelo para os experimentos, os cientistas descobriram que o aglomerado de robôs aumentava a força de todo o conjunto. Vários bots trabalhando em grupo conseguiam carregar objetos pesados do começo ao fim do trajeto, sem prejudicar a velocidade ou a eficiência dos movimentos.

Usando motores vibratórios ativados por luz nos robôs individuais, os pesquisadores conseguiram controlar a direção do grupo. Ao variar a largura de comprimento do feixe luminoso, foi possível comandar também a força desenvolvida pelos dispositivos de todo o conjunto para vencer tipos diferentes de obstáculos durante o percurso. Como exemplo, eles demonstraram que uma luz piscando faz com que o bot vire para a esquerda ou para a direita, dependendo da sua intensidade.

Robôs "burros" tendem a trabalhar melhor em grupo (Imagem: Reprodução/University of Bordeaux)

“Cada situação fornece uma visão direta sobre a mobilidade desses dispositivos, sua capacidade de realizar uma função simples e, finalmente, sua capacidade de ter movimento direcional. Os resultados são relevantes para a fabricação de superestruturas flexíveis e robustas com propriedades de exploração espacial a partir de um enxame de robôs mais simples e baratos”, completa o professor Jean-François Boudet.

Mesmo princípio

Nos EUA, cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia também criaram robôs “burros” que trabalham melhor quando desempenham tarefas em conjunto. Assim como os bots da Universidade de Bordeaux, eles não possuem sensores especializados, mecanismos de comunicação ou cérebros computacionais. A única coisa que faz com que eles operem coletivamente são suas características físicas.

Um chassi cilíndrico sobre escovas vibratórias com ímãs nas bordas faz com que os robôs permaneçam próximos de seus semelhantes, formando aglomerados compactos quando se movem e colidem uns com os outros, tornando o conjunto mais forte, eficiente e capaz de realizar trabalhos que seriam impossíveis sem a ajuda do grupo todo.

Os pesquisadores da Geórgia também afirmam que acreditam que os robôs operários podem ser usados para executar tarefas simples e que dependem de um consumo baixo de energia, como se esgueirar por túneis estreitos, explorar ambientes hostis ou facilitar trabalhos de busca e resgate em locais de difícil acesso para um ser humano.

Fonte: Science Robotics

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