Os investigadores da Universidade de Michigan desenvolveram recentemente o SKOOTR, um robô patinador com três patas que pode deslocar-se eficazmente no seu ambiente sem se virar repetidamente. Este robô, apresentado num artigo publicado no servidor de pré-impressão arXiv, revelou-se mais estável do que outros robôs de três pernas, que muitas vezes apresentam uma estabilidade fraca devido à falta de uma quarta perna para equilibrar melhor o corpo.
“Um dos principais objetivos do meu laboratório é conceber plataformas robóticas de código aberto que sejam frequentemente inspiradas na biologia”, disse Talia Y. Moore, coautora do artigo, ao Tech Xplore. “Tive esta ideia quando estava a rolar na minha cadeira de escritório entre grupos de estudantes. Apercebi-me de que a cadeira de escritório de rolamento passivo podia rodar facilmente em qualquer direção e que eu podia usar as minhas pernas para efetuar uma variedade de manobras, mantendo-me notavelmente estável. Percebi que esta capacidade de manobra omnidirecional é semelhante à forma como as estrelas quebradiças mudam de direção enquanto nadam”.
A ideia-chave que impulsionou este estudo recente foi a combinação da capacidade de manobra de um robot esférico com a estabilidade e versatilidade de um robot com pernas. A utilização de uma configuração radialmente simétrica, como uma estrela-do-mar ou uma teia de aranha, permitiria ao robô mudar facilmente de direção, mas exigiria a descoberta de novas formas de locomoção que resultassem de empurrar e rolar ao mesmo tempo. Moore apresentou esta ideia aos seus alunos de licenciatura e um deles, Adam Hung, decidiu explorá-la mais a fundo.
“Adam Hung foi passar o verão a casa e construiu o robô utilizando a impressora 3D que tinha em casa”, disse Moore. “Um dos meus alunos de doutoramento, Challen Enninful Adu, também ajudou com a dinâmica e os controlos. Durante o verão, reunimo-nos todas as semanas através do zoom e, no início do semestre do outono, já tínhamos um robô totalmente funcional.”
SKOOTR, o robô desenvolvido por Moore e os seus colegas, é constituído por uma grande esfera situada no meio de três pernas robóticas. No topo da esfera, que gira passivamente, existe um núcleo central que contém todos os componentes eletrônicos que suportam o funcionamento do robô, do qual saem três pernas. Cada uma das pernas tem duas articulações que regulam a sua flexão e extensão, e um modo de contato híbrido na ponta.
“Utilizamos um servo para alternar entre um rodízio de rolamento passivo e um pé de borracha aderente”, explicou Moore. “O pé de borracha proporciona fricção para que possa usar uma perna para empurrar contra o chão, enquanto o rodízio permite que as outras pernas mantenham a sua posição enquanto rolam. A esfera central pode ser facilmente retirada e substituída para outros fins”.
O robô SKOOTR é personalizável, uma vez que a grande esfera no centro do corpo pode ser facilmente substituída para satisfazer as necessidades específicas dos utilizadores. Por exemplo, uma esfera oca pode servir de contentor onde os objectos podem ser armazenados, para que o robô os possa entregar em locais específicos. Além disso, esferas mais pesadas ou mais leves podem influenciar parcialmente a eficiência, a velocidade de locomoção e a estabilidade do robô.
“Devido a esta combinação da esfera central e das várias pernas, o SKOOTR é incrivelmente estável”, disse Moore. “Temos feito muitas experiências com o SKOOTR e é basicamente impossível virá-lo enquanto está funcionando. Também é capaz de fazer muito mais do que se poderia pensar só de olhar para o andar do ‘skooting’. Ao levantar a sua esfera com as pernas, o SKOOTR consegue ultrapassar obstáculos que seriam difíceis para outros robots rolantes. O SKOOTR pode até subir escadas”.
Em experiências laboratoriais realizadas por Moore e pelos seus alunos, o robô SKOOTR teve um desempenho notável, demonstrando maior estabilidade do que outros robôs de três pernas com designs mais convencionais. No futuro, o robô poderá ser introduzido e testado em ambientes reais, para explorar a sua capacidade de realizar diferentes tarefas.
“Planeamos agora aprender mais sobre as vantagens da simetria radial nos robôs, descobrir novas formas de locomoção e construir robôs de código aberto que possam ser facilmente utilizados por outros investigadores”, acrescentou Moore. “Já temos um colaborador neurocientista que está interessado em utilizar o SKOOTR para compreender melhor os polvos”.
Publicado em 27/03/2024 08h16
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