Robôs quadrúpedes de quatro patas, inspirados em cães, já provaram ser capazes de realizar uma variedade de tarefas, desde monitorar remotamente estádios esportivos e orientar pessoas cegas até inspecionar áreas de pesquisa potencialmente perigosas. Esses robôs são geralmente mais ágeis do que seus corpulentos homólogos bípedes, mas em sua maioria não conseguiram igualar a graça fluida e a capacidade atlética de suas inspirações caninas peludas. Agora, um novo robô para escalar paredes está ultrapassando os limites do que esses quadrúpedes são capazes, e está fazendo isso com um pouco de talento.
Pesquisadores da ETH Zurique estão tentando preencher a lacuna de mobilidade entre robôs e animais com um novo robô altamente móvel, capaz de correr, pular e rastejar através de pistas de obstáculos.
Os pesquisadores, que publicaram suas descobertas na Science Robotics esta semana, decidiram ensinar ANYmal, um robô quadrúpede de 100 libras fabricado pela empresa ANYbotics, como imitar “freerunners” humanos que praticam um esporte subterrâneo conhecido por muitos como “parkour”.”
Resumindo, o parkour gira em torno de ir de um ponto a outro da maneira mais rápida possível e muitas vezes envolve rastejar e saltar rapidamente através de obstáculos ao longo do caminho. O Parkour, que é praticado em pistas de obstáculos ou mesmo em áreas urbanas densas, exige uma combinação de capacidade atlética e tomada de decisão rápida. ANYmal estava à altura da tarefa. O robô recém-aprimorado foi capaz de completar o percurso básico de parkour abaixo, movendo-se a uma velocidade de quase dois metros por segundo.
Como ANYmal aprendeu parkour?
Um vídeo do recém-treinado ANYmal em ação, compartilhado pela ETH Zurich, mostra o robusto robô vermelho subindo uma pequena escada de madeira antes de passar por uma pequena abertura para pousar em outra plataforma. Sem diminuir o passo, o robô avança e mergulha para passar por baixo de um obstáculo em um movimento semelhante ao de um inseto ávido. ANYmal rapidamente se empurrou de volta para poder subir verticalmente em outra caixa um pouco mais alta que seu corpo. O vídeo mostra o robô completando o percurso mesmo quando os obstáculos são superados em ordens diferentes.
ANYmal usa sensores laser integrados para perceber seu ambiente e criar mapas que podem ser usados para planejar e executar de forma autônoma um caminho de viagem. Quatro pernas leves de carbono e 12 motores idênticos impulsionam-no em direção ao seu alvo. Os pesquisadores da ETH decidiram melhorar o movimento do robô usando uma rede neural composta por três módulos separados, cada um dedicado seletivamente à locomoção, percepção e navegação.
Em seu artigo, os pesquisadores afirmam ter desenvolvido o elemento de navegação do ANYmal para compreender as capacidades do robô de andar, pular e agachar-se. Munido desse contexto, ANYmal pode ajustar automaticamente o seu comportamento dependendo do tipo de obstáculos evitados. O resultado final: um robô que pode identificar e reagir rapidamente a uma série de obstáculos e atravessá-los.
A estudante de doutorado da ETH, Nikita Rudin, uma das pesquisadoras que trabalha nas melhorias do ANYmal, é supostamente uma entusiasta do parkour e aproveitou essa experiência durante a pesquisa.
“Antes do início do projeto, vários dos meus colegas investigadores pensavam que os robôs com pernas já tinham atingido os limites do seu potencial de desenvolvimento, mas eu tinha uma opinião diferente”, disse recentemente Rudin ao Science Daily. “Na verdade, eu tinha certeza de que muito mais poderia ser feito com a mecânica dos robôs com pernas.”
Os pesquisadores treinaram o modelo com exemplos de freerunners humanos que concluíram cursos de parkour. ANYmal aprendeu suas novas habilidades por meio de tentativa e erro básicos em ambientes simulados repetidos. Eventualmente, o robô foi implantado em uma pista de obstáculos físicos onde usou as lições aprendidas na simulação para completar o percurso.
“Ao tentar igualar a agilidade dos free runners, podemos compreender melhor as limitações de cada componente no pipeline, desde a percepção até a atuação, contornar esses limites e, de modo geral, aumentar as capacidades de nossos robôs, o que, em troca, abre o caminho para muitos novos aplicações, como busca e resgate em edifícios desabados ou terrenos naturais complexos”, afirmou a pesquisa em comunicado
A inspiração do Parkour pode melhorar o significado dos robôs para busca e resgate e exploração espacial
Ao contrário do freerunning humano, as novas habilidades do ANYmal visam mais do que apenas parecer legal. Olhando para o futuro, os investigadores acreditam que melhorias semelhantes poderiam ser aplicadas aos robôs de busca e salvamento para ajudá-los a saltar sobre obstáculos ou enfrentando dificuldades para alcançar áreas durante as missões de busca e salvamento. Um dia, observam os pesquisadores, esse mesmo tipo de avanço poderá até ajudar robôs de exploração espacial que atravessam superfícies rochosas e duras da Lua e de outros planetas. A localização adicionada também poderia ser aplicada a robôs quadrúpedes que investigam áreas perigosas do Grande Colisor de Hádrons em Genebra, na Suíça.
Esses casos de uso são, por enquanto, ainda em grande parte hipotéticos. Enquanto isso, ANYMal se juntará a robôs Spot e Atlas da Boston Dynamics na lista cada vez maior de máquinas de metal que realizam proezas atléticas estranhamente reservadas aos seres vivos.
Publicado em 23/03/2024 00h24
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