Conheça o Morphobot: reimaginando a busca e o resgate com membros reaproveitáveis

Aug 12, 2023

Eric Sihite et al.

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Quando a palavra 'Morphobot' passa pela sua cabeça, não é nenhuma surpresa se seus pensamentos imediatamente se voltam para o cativante mundo dos Transformers. Afinal, este universo icônico apresenta um grupo notável de seres robóticos capazes de se transformar em diferentes formas, transitando perfeitamente entre veículos, objetos ou até mesmo criaturas vivas.

No entanto, um robô da vida real com o apelido de 'Morphobot' (M4) surgiu num novo desenvolvimento publicado na revista Nature Communications. Segundo seus pesquisadores, o robô pode percorrer diversos terrenos em terra e no ar, transformando habilmente seus apêndices entre rodas, hélices, pernas e mãos.

Inspirando-se em animais como pássaros, suricatos e focas, este robô notável exibe uma impressionante variedade de movimentos. Ele pode voar, rolar, rastejar, agachar-se, equilibrar-se e até mesmo tombar sem esforço, permitindo-lhe adaptar-se e navegar em diversos ambientes.

As descobertas podem melhorar o design de robôs usados ​​em tarefas críticas, como operações de busca e resgate após desastres naturais, missões de exploração espacial e sistemas automatizados de entrega de pacotes.

Certos animais demonstram notável adaptabilidade ao reaproveitar seus membros para atravessar diversos terrenos. Os leões marinhos usam nadadeiras para caminhar em terra, os suricatos ficam em pé sobre os membros posteriores para melhor observação e os pássaros chukar usam suas asas para escalar encostas íngremes.

Inspirados neste fenômeno natural, Alireza Ramezani e colegas projetaram o M4, um robô com quatro pernas, cada uma composta por duas articulações e ventiladores canalizados fixados nas extremidades das pernas.

Pesando 6 quilos e medindo 70 centímetros de comprimento, com altura e largura de 35 centímetros, o robô mostra sua versatilidade através do design exclusivo do ventilador. Esses ventiladores podem fazer a transição perfeita entre servir como pernas, propulsores de hélice ou rodas.

De acordo com um comunicado de imprensa, o robô M4 pode caminhar em terrenos acidentados, vencer encostas íngremes e tropeçar em grandes obstáculos. Ele também demonstrou sua capacidade de ascender a níveis mais elevados, voando e manobrando por caminhos de teto baixo rastejando.

Essas descobertas realmente iluminam as vantagens de projetar robôs com apêndices polivalentes. Ao dotá-los de capacidades versáteis, as máquinas podem aventurar-se sem medo em terrenos diversos e exigentes, vencendo sem esforço obstáculos que antes pareciam intransponíveis.

Basta recuarmos até há alguns dias, quando uma história emocionante se desenrolou nas profundezas do Oceano Atlântico. Um ROV (veículo operado remotamente) de alto mar se aventurou no desconhecido para desvendar o mistério de um submarino desaparecido e o destino das cinco almas a bordo. Fez uma descoberta crítica: detritos.

Em última análise, são desenvolvimentos como estes que quebram os limites do que os robôs podem alcançar em ambientes complexos, inaugurando uma nova era de exploração e resolução de problemas.

O estudo completo foi publicado na Nature Communications em 27 de junho e pode ser encontrado aqui.

Resumo do estudo:

Os projetos de robôs podem se inspirar na natureza, onde há muitos exemplos de estratégias de locomoção altamente resilientes e tolerantes a falhas para navegar em terrenos complexos, recrutando apêndices multifuncionais. Por exemplo, pássaros como Chukars e Hoatzins podem reaproveitar as asas para caminhada quadrúpede e corrida inclinada assistida por asas. Esses animais apresentam uma destreza impressionante ao empregar os mesmos apêndices de maneiras diferentes e gerar múltiplos modos de locomoção, resultando em características de locomoção altamente plásticas que lhes permitem interagir e navegar em vários ambientes e expandir sua gama de habitats. A biomimética robótica do reaproveitamento de apêndices de animais pode produzir robôs móveis com capacidades incomparáveis. Inspirando-nos nos animais, projetamos um robô capaz de negociar ambientes não estruturados e multisubstratos, incluindo terra e ar, empregando seus componentes de diferentes maneiras como rodas, propulsores e pernas. Este robô é chamado de Multi-Modal Mobility Morphobot, ou M4, em resumo. O M4 pode empregar seus componentes multifuncionais compostos por vários tipos de atuadores para (1) voar, (2) rolar, (3) rastejar, (4) agachar, (5) equilibrar, (6) tombar, (7) explorar e (8). ) loco- manipular. O M4 pode atravessar encostas íngremes de até 45 graus. e terrenos acidentados com grandes obstáculos no modo de equilíbrio. O M4 possui computadores e sensores integrados e pode empregar seus modos de forma autônoma para negociar em um ambiente não estruturado. Apresentamos o projeto do M4 e vários experimentos demonstrando suas capacidades multimodais.