Veja o robô-monociclo que cai sempre na mesma posição
Por Gustavo Minari • Editado por Douglas Ciriaco |
Pesquisadores da Universidade RWTH Aachen e do Instituto Max Planck de Tecnologia, ambos na Alemanha, desenvolveram um robô monociclo difícil de derrubar. Mesmo após ser empurrado, o Wheelbot consegue se equilibrar e, caso caia, ele pode se reerguer a partir de qualquer posição.
- Robô aprende sozinho a corrigir movimentos para caminhar melhor e não cair
- Robô usa "visão" para pular buracos e vencer obstáculos
Segundo os cientistas, esse sistema de equilíbrio aprimorado funciona graças a uma roda de reação simétrica instalada na parte superior do bot que gira continuamente, dando ao robô a noção espacial necessária para que ele permaneça sempre de pé, independentemente do distúrbio sofrido.
“Apesar de sua simplicidade, os monociclos de roda de reação são bastante difíceis de controlar. Isso os torna bancos de teste particularmente favoráveis para pesquisas em redes de robôs e métodos de controle baseados em aprendizagem de máquina”, explica o professor de engenharia René Geist, autor principal do estudo.
Mais equilíbrio
Robôs monociclos são geralmente projetados para se equilibrar apenas em torno de uma posição vertical, limitando consideravelmente o que ser feito com esses sistemas. Ao acrescentar uma roda de reação ao conjunto, os pesquisadores conseguiram aumentar a estabilidade, evitando seu tombamento na direção lateral.
Essencialmente, quando o rotor do motor conectado à roda gira no sentido horário, o estator ligado ao resto do robô gira no sentido anti-horário. Com isso, os torques de reação são criados diretamente dentro da roda, proporcionando um senso de equilíbrio muito maior em comparação com sistemas que usam giroscópios para manter sua orientação espacial.
“Primeiro, decidimos que o robô deveria ser simétrico, reduzindo efetivamente o número de peças diferentes a serem impressas e permitindo que o Wheelbot usasse qualquer uma das rodas para se mover. A simetria tem a vantagem adicional de que a roda superior deve ser consideravelmente menor em comparação com os robôs monociclos existentes, reduzindo sua inércia rotacional”, acrescenta Geist.
Estimador de estado
Para dar mais autonomia ao sistema, os cientistas também criaram um estimador de estado personalizado, um algoritmo que pode calcular os ângulos de rotação e inclinação do robô. O dispositivo permite que o Wheelbot salte sobre suas rodas a partir de qualquer posição inicial, desacelerando quando uma delas toca o chão novamente.
Esse “pulo” faz com que o robô volte a ficar de pé após ser derrubado, mesmo estando em uma situação de total inércia. No futuro, seus criadores esperam que o Wheelbot possa ser usado em ambientes educacionais e de pesquisa para testar redes de controle robótico, algoritmos de aprendizagem de máquina e outros modelos de robôs monociclos.
“A próxima versão do Wheelbot será um pouco menor que o modelo atual, com um microcontrolador mais poderoso, mais fácil de construir e usar. O objetivo é torná-lo ainda mais acessível, além de ter um algoritmo novo que possa orientá-lo ao longo de um caminho predefinido”, encerra o professor René Geist.