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Robô do tamanho de insetos navega em labirintos com a agilidade de um guepardo

Robô do tamanho de insetos navega em labirintos com a agilidade de um guepardo
Muitos insetos e aranhas têm sua estranha habilidade de correr até paredes e andar de cabeça para baixo no teto com a ajuda de

Muitos insetos e aranhas têm sua estranha habilidade de correr até paredes e andar de cabeça para baixo no teto com a ajuda de footpads pegajosos especializados que lhes permitem aderir a superfícies em lugares onde nenhum humano se atreveria a ir.

Engenheiros da Universidade da Califórnia, Berkeley, usaram o princípio por trás de alguns desses blocos de pés, chamados de adesão eletrostática, para criar um robô em escala de insetos que pode desviar e girar com a agilidade de um guepardo, dando-lhe a capacidade de atravessar terrenos complexos e rapidamente evitar obstáculos inesperados.

O robô é construído a partir de um material fino em camadas que dobra e contrai quando uma tensão elétrica é aplicada. Em um artigo de 2019, a equipe de pesquisa demonstrou que esse design simples pode ser usado para criar um robô do tamanho de uma barata que pode correr através de uma superfície plana a uma taxa de 20 comprimentos corporais por segundo, ou cerca de 1,5 milhas por hora, quase a velocidade das baratas vivas em si, e a velocidade relativa mais rápida de qualquer robô do tamanho de um inseto.

Em um novo estudo, a equipe de pesquisa adicionou dois footpads eletrostáticos ao robô. Aplicar uma tensão em qualquer um dos blocos de pé aumenta a força eletrostática entre o footpad e uma superfície, fazendo com que o footpad grude mais firmemente na superfície e forçando o resto do robô a girar ao redor do pé.

Os dois footpads dão aos operadores controle total sobre a trajetória do robô, e permitem que o robô faça curvas com uma aceleração centrípeta que excede a da maioria dos insetos.

“Nosso robô original poderia se mover muito, muito rápido, mas não podíamos realmente controlar se o robô ia para a esquerda ou para a direita, e na maior parte do tempo ele se moveria aleatoriamente, porque se houvesse uma pequena diferença no processo de fabricação, se o robô não fosse simétrico, ele se desviaria para um lado”, disse Liwei Lin , professor de engenharia mecânica na UC Berkeley. “Neste trabalho, a grande inovação foi adicionar esses footpads que permitem que ele faça curvas muito, muito rápidas.”

Para demonstrar a agilidade do robô, a equipe de pesquisa filmou o robô navegando em labirintos de Lego enquanto carregava um pequeno sensor de gás e desviava para evitar quedas de detritos. Por causa de seu design simples, o robô também pode sobreviver sendo pisado por um humano de 120 quilos.

Robôs pequenos e robustos como esses podem ser ideais para realizar operações de busca e resgate ou investigar outras situações perigosas, como escopo de possíveis vazamentos de gás, disse Lin. Embora a equipe tenha demonstrado a maioria das habilidades do robô enquanto ele estava “amarrado”, ou alimentado e controlado através de um pequeno fio elétrico, eles também criaram uma versão “sem amarras” que pode operar com bateria por até 19 minutos e 31 metros enquanto carrega um sensor de gás.

“Um dos maiores desafios hoje é fazer robôs de menor escala que mantêm o poder e o controle de robôs maiores”, disse Lin. “Com robôs de maior escala, você pode incluir uma bateria grande e um sistema de controle, sem problemas. Mas quando você tenta encolher tudo em uma escala menor e menor, o peso desses elementos se torna difícil para o robô carregar e o robô geralmente se move muito lentamente. Nosso robô é muito rápido, muito forte e requer muito pouca energia, permitindo que ele carregue sensores e eletrônicos enquanto também carrega uma bateria.”

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