Físicos da Universidade de Luxemburgo recentemente apresentaram um novo material que pode se tornar um componente-chave de uma nova infraestrutura projetada para ajudar os robôs a entender seus arredores. A equipe mostra que o material pode ser usado para introduzir informações gráficas sob medida no ambiente, que são invisíveis para os humanos, mas facilmente legíveis por robôs. O novo material e o procedimento inovador que o torna possível foram publicados recentemente na Advanced Functional Materials, uma das principais revistas mundiais no campo da ciência dos materiais.
Reino da automação
A automação generalizada é um componente-chave na quarta revolução industrial em andamento. O interesse atual pela automação prevê uma enorme expansão do conceito, muitas vezes envolvendo máquinas não apenas automáticas, mas também autônomas e móveis, como carros autônomos ou drones. Em contraste com o que o termo “Indústria 4.0” pode sugerir, essas máquinas também tendem a se envolver em interação direta com os humanos, mesmo em locais fora da produção industrial, como nossas casas ou locais de trabalho não industriais.
“Por mais benéfica que possa ser essa transição para a automação onipresente, ela também traz desafios significativos de muitos tipos. Um dos limites mais importantes é causado por questões de segurança: como demonstrado por recorrentes fatalidades trágicas envolvendo veículos autônomos, eles atualmente têm um entendimento insuficiente de seu ambiente, apesar do sensor de bordo e da tecnologia de computação de última geração. Simplesmente não é fácil entender o mundo agitado, complexo e confuso em que nós, humanos, criamos e vivemos, cheio de sinais, alguns importantes, alguns apenas distraem e outros são puro ruído “, explica Jan Lagerwall, Professor do Departamento de Física e Ciência dos Materiais (DPhyMS) da Universidade de Luxemburgo e investigador principal do estudo.
Nova abordagem usando cristais líquidos
Enquanto a maioria das tentativas de permitir que robôs acessem ambientes populados por humanos se concentrem em fornecer aos robôs uma combinação de múltiplas entradas sensoriais e enorme poder computacional, uma abordagem diferente é agora proposta pelo Prof. Jan Lagerwall e seus dois membros da equipe Yong Geng e Rijeesh Kizhakidathazhath de a Universidade de Luxemburgo, em colaboração com o Prof. Mathew Schwartz, que é um especialista em automação e design de ambiente construído no New Jersey Institute of Technology.
O principal avanço apresentado no artigo é a realização de esferas retrorrefletivas feitas de cristais líquidos colestéricos, que são transformados em estado sólido por um processo denominado polimerização. De certa forma, essas esferas são semelhantes aos retrorrefletores que temos nos coletes de segurança de nossos carros, em placas de sinalização e em certas roupas, porque eles enviam luz de volta à fonte, independentemente da direção em que são iluminados. Mas há duas diferenças muito importantes que tornam esses refletores esféricos colestéricos (CSRs) tão úteis. Primeiro, a reflexão é limitada a uma faixa estreita de comprimento de onda, explicando por que o olho humano não os vê. Em segundo lugar, o reflexo é polarizado circularmente, da mesma forma que cada um dos dois filmes exibidos simultaneamente em um cinema 3D é polarizado circularmente, de maneiras opostas.
“Se você já tirou os óculos em um cinema 3D, deve ter notado que o olho humano não consegue distinguir polarizações diferentes, pois nossos olhos veem os dois filmes, e simplesmente experimentamos um estranho efeito de” sombra “. Os óculos contêm polarizadores, um destro e outro canhoto, garantindo que nosso olho direito veja apenas o filme para o olho direito e o esquerdo apenas o filme para o olho esquerdo. Fora de uma sala de cinema, o mundo raramente é polarizado circularmente e isso significa que a polarização circular dos CSRs é única. Um robô projetado para ler informações codificadas por CSR terá duas câmeras, ambas operando nas regiões ultravioleta e / ou infravermelho nas quais os CSRs refletem, e cada uma terá um polarizador circular de tipos diferentes, assim como os óculos de cinema 3D. O robô subtrai uma imagem da outra, o que significa que todas as informações visuais que não são polarizadas circularmente, que são todo o conteúdo, exceto os CSRs, são canceladas, porque isso as informações parecem idênticas para as duas câmeras. Mas os CSRs permanecem, pois são visíveis apenas para uma câmera, mas não para a outra. Isso permite que o robô identifique as informações codificadas por CSR de forma extremamente rápida, com o mínimo de capacidade de computação e sem risco de falsos positivos “, explicam os cientistas.
Publicado em 01/05/2021 13h14
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