Qual é a diferença entre o espaço profundo e o mar profundo? Para um robô, a resposta é: não muito. Ambos os ambientes são severos e exigentes e, mais importante, ambos estão distantes do operador da máquina.
É por isso que uma equipe de engenheiros que desenvolveu robôs no Johnson Space Center da NASA em Houston decidiu aplicar seus conhecimentos para projetar um robô submersível que muda de forma que promete reduzir drasticamente os custos para uma série de indústrias marítimas.
“O que a NASA realmente nos ensinou a fazer é juntar uma autonomia de software robusta com uma morfologia de hardware capaz e implantá-la em um ambiente remoto”, disse Nic Radford, fundador, presidente, presidente e CEO da Nauticus Robotics Inc., com sede em Houston. seus 14 anos na Johnson, Radford foi, entre outras funções, o vice-gerente de projeto e engenheiro-chefe para projeto e construção do robô espacial humanóide Robonaut 2. Ao longo dos anos, mais de 20 engenheiros que trabalharam nesse projeto e outros robôs da NASA juntou-se à equipe de 80 pessoas que ele montou no Nauticus.
Esteja um robô trabalhando no espaço ou no fundo do oceano, a maior semelhança é que o operador está longe, com comunicação e conhecimento limitados dos arredores do robô, disse ele. “Mesmo que você o coloque na estação espacial e o controle do solo, não há uma rede de dados de alta velocidade. Falar com a estação espacial para controlar o robô é mais parecido com usar dial-up.” Assim, o robô deve ser capaz de sentir e entender seu ambiente, navegando em obstáculos e manipulando objetos com o mínimo de intervenção do operador.
Para o Robonaut 2, isso significou que a equipe de Radford na Johnson teve que desenvolver não apenas hardware robótico avançado, como mãos acionadas por tendões, articulações elásticas e células de carga miniaturizadas, mas também sistemas de visão, sensores de força e sensores infravermelhos para coletar informações, bem como software de reconhecimento de imagem, algoritmos de controle e controladores conjuntos de velocidade ultra-alta para processar e agir sobre esses dados.
Construído sob uma parceria entre a NASA e a General Motors (GM), o Robonaut 2 foi anunciado como um assistente de astronauta e foi comprovado a bordo da Estação Espacial Internacional. Mas também foi uma demonstração e teste para todos esses sistemas robóticos avançados. A NASA está interessada em desenvolver robôs para realizar trabalhos perigosos no espaço, executar “missões precursoras” para estabelecer as bases para a chegada de astronautas humanos e manter instalações como a estação lunar Gateway planejada quando os astronautas não estiverem por perto. A GM, enquanto isso, queria explorar a robótica que pudesse ajudar os trabalhadores da fábrica. O projeto resultou em cerca de 50 patentes, várias das quais já foram comercializadas na forma de uma luva robótica que a GM e outras estão agora usando no local de trabalho.
Cortando o cordão
Ao contrário de um robô no espaço, robôs de alto mar que atendem poços de petróleo offshore ou turbinas eólicas, por exemplo, podem ser conectados a um operador com um cabo para permitir a transferência de dados em alta velocidade e controle próximo. Mas Radford observou que isso vem ao alto preço de pessoal e operação de uma enorme embarcação de apoio na superfície do oceano, no valor de cerca de US $ 100.000 e 70 toneladas métricas de emissões de gases de efeito estufa por dia.
Em vez disso, a Nauticus está eliminando esse cordão, permitindo que seus robôs realizem tarefas com supervisão mínima, que pode vir de um centro de controle em uma costa distante.
Radford fundou a Nauticus, inicialmente conhecida como Houston Mechatronics, em 2014, trazendo muitos de seus ex-colegas de trabalho a bordo nos anos seguintes. Eles estão usando o que aprenderam na NASA, disse ele, para projetar, construir e refinar o robô exclusivo da empresa, o Aquanaut.
Laranja brilhante, totalmente elétrico e do tamanho de um pequeno carro esportivo, o Aquanaut lembra um torpedo elegante e movido a hélice enquanto se dirige ao seu destino. Nesse ponto, porém, sua concha se abre e o nariz vira para cima para revelar um conjunto de câmeras e outros sensores, agora voltados para a frente. Dois braços multiarticulados balançam para fora, terminando em mãos de garras hábeis que podem ser equipadas com diferentes ferramentas.
Quando chegou a hora de testar o robô em 2019, a equipe retornou a Johnson e o largou na piscina gigante de treinamento de astronautas no Neutral Buoyancy Lab do centro, onde poderia nadar e testar seus sistemas à vista de operadores e câmeras.
Um Fatotum Flutuante
Aquanaut foi projetado para ser versátil, e Radford ressalta que não faltam diferentes trabalhos para um robô submarino. A indústria mais conhecida que se beneficiaria de um trabalhador robótico subaquático é a produção offshore de petróleo e gás, que requer uma enorme quantidade de equipamentos subaquáticos e estrutura de suporte, todos os quais precisam de inspeção e manutenção, mas o que mais cresce é a energia eólica. Cerca de 25.000 turbinas offshore estão planejadas para operação até 2030, disse Radford, e todas elas exigirão manutenção e inspeção.
Com as populações de peixes selvagens em declínio acentuado, a aquicultura – a criação de peixes, camarões e outros frutos do mar – precisa crescer significativamente se houver proteína suficiente para alimentar o mundo, e as redes e gaiolas nessas fazendas submarinas precisam de limpeza e amarração regulares inspeções em cadeia, disse Radford.
Outros trabalhos em potencial incluem gerenciamento de portos, manutenção de cabos de telecomunicações submarinos, mineração offshore de materiais raros e aplicações de defesa. “O oceano está entrelaçado em tudo o que fazemos, mas não está na mente das pessoas”, disse ele, estimando uma economia marítima total de cerca de US$ 2,5 trilhões.
No início de 2022, a Nauticus havia produzido dois Aquanauts e planejava ter mais 20 construídos nos três anos seguintes, juntamente com várias variantes personalizadas. A empresa planeja usá-los principalmente para fornecer serviços acessíveis às indústrias oceânicas, em vez de vendê-los. Para operações que ainda requerem algum apoio de superfície, ou apenas para transportar os robôs ou outras cargas, a Nauticus está construindo um barco autônomo chamado Hydronaut, que pode ser operado remotamente ou navegar por conta própria. E a empresa licencia seu software de controle de robótica – chamado toolKITT em uma homenagem ao carro artificialmente inteligente do programa de televisão dos anos 1980 “Knight Rider” – para outras empresas de robótica.
Ao aplicar soluções espaciais a problemas marítimos, Radford e sua equipe planejam tornar o nome Nauticus sinônimo de robótica oceânica, disse ele. “O espaço é incrível porque parece existencial – está lá fora, e as pessoas querem explorá-lo. Mas acontece que também existem muitos desafios reais aqui embaixo do oceano, e poderíamos fazer mais inovações na ‘economia azul'”.
Publicado em 07/08/2022 16h21
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