Robôs imitam formigas para vencerem obstáculos coletivamente

Robôs imitam formigas para vencerem obstáculos coletivamente

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 21 de Outubro de 2021 às 11h48
Reprodução/University of Notre Dame

Pesquisadores da Universidade de Notre Dame, nos EUA, desenvolveram robôs de quatro patas capazes de trabalhar em conjunto como as formigas para superar obstáculos. Eles utilizam um sistema de comportamento coletivo para resolver problemas de locomoção e atravessar terrenos complexos.

Robôs quadrúpedes que operam individualmente conseguem se locomover com certa facilidade sobre superfícies lisas enquanto carregam objetos leves, mas quando a tarefa requer trabalho em grupo, bots que se conectam fisicamente uns aos outros podem formar um sistema multipernas muito mais eficiente.

“Quando as formigas coletam ou transportam objetos, se alguém se depara com um obstáculo, o grupo trabalha coletivamente para superá-lo. Se houver uma lacuna no caminho, por exemplo, elas formarão uma ponte para que as outras formigas possam atravessar”, explica a estudante de engenharia robótica Yasemin Ozkan-Aydin, autora principal do estudo.

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Quatro pernas

Os pesquisadores usaram uma impressora 3D para construir robôs quadrúpedes medindo de 15 a 20 centímetros de comprimentos. Cada um foi equipado com uma pequena bateria de polímero de lítio e microcontroladores. Eles também instalaram um sensor de luz e outros dois sensores magnéticos nas partes dianteira e traseira, permitindo que os bots se conectassem.

Além das quatro pernas flexíveis que reduziram a necessidade de peças adicionais, os robôs também contavam com um sistema de inteligência mecânica rudimentar, projetado para ajudar na interação com terrenos acidentados ou irregulares, como ruas esburacadas, gramados ou escadas.

“Você não precisa de sensores adicionais para detectar obstáculos porque a flexibilidade nas pernas ajuda o robô a passar direto por eles. Com isso, é possível testar lacunas em um caminho, construindo pontes com seus corpos, ou conectar-se para mover objetos coletivamente, como fazem as formigas”, acrescenta Ozkan-Aydin.

Trabalho em grupo

Para comprovar a eficácia do sistema, os robôs foram testados sobre grama, palha, folhas e pedras espalhadas pelo caminho. Quando uma das unidades travava, um sinal era enviado para os bots adicionais para que eles se conectassem e dessem suporte uns aos outros, até conseguirem vencer o obstáculo coletivamente.

Robôs se conectam para realizar trabalhos coletivos (Imagem: Reprodução/University of Notre Dame)

Segundo os pesquisadores, ainda é preciso fazer algumas melhorias no design dos robôs, além de aumentar a capacidade da bateria e aperfeiçoar o sistema de controle, antes que eles possam ser usados para realizar tarefas coletivas no mundo real, como participar de operações de busca e resgate ou na exploração espacial.

“Para sistemas funcionais de enxame, a tecnologia da bateria tem que ser melhorada. Precisamos de células pequenas que possam fornecer mais energia, com duração ideal de mais de 10 horas. Outras limitações incluem a necessidade de sensores e motores mais potentes, mas já demos o primeiro passo”, encerra Yasemin Ozkan-Aydin.

Fonte: University of Notre Dame

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