A lua contém recursos inexplorados que os humanos podem eventualmente explorar e explorar. Agências como a Agência Espacial Europeia (ESA) estão a preparar-se para mergulhar no nosso vizinho celestial para identificar estes minerais. Para explorar eficazmente a superfície lunar, uma equipa de cientistas suíços da ETH Zurique imaginou enviar não apenas um veículo espacial, mas uma frota coordenada de vários veículos e dispositivos voadores que pudessem trabalhar em conjunto.
O poder de uma equipe é maior que a soma de suas partes – um robô de três pernas é testado em uma pedreira na Suíça. Fonte da imagem: ETH Zurique/TakahiroMiki
Os pesquisadores equiparam três ANYmal, um robô com pernas desenvolvido pela ETH, com uma gama de instrumentos de medição e análise que poderiam potencialmente torná-los dispositivos de detecção adequados no futuro. Eles testaram os robôs em vários terrenos no Centro Europeu de Inovação em Recursos Espaciais (ESRIC) na Suíça e em Luxemburgo. Há alguns meses, uma equipa suíça venceu a competição europeia de robótica lunar juntamente com os seus colegas alemães.
A competição envolve encontrar e identificar minerais em um local de teste modelado a partir da superfície lunar. Num artigo recente publicado na revista Science Robotics, os cientistas descrevem como usaram equipas de robôs para explorar terrenos desconhecidos.
“Há duas vantagens em usar múltiplos robôs”, explica Philip Arm, aluno de doutorado do grupo de pesquisa liderado pelo professor da ETH Marco Hutter. "Um único robô pode realizar tarefas especializadas simultaneamente. Além disso, graças à redundância, uma equipe de robôs é capaz de compensar a falha de seus companheiros. Neste caso, redundância significa instalar equipamentos de medição importantes em vários robôs. Em outras palavras, redundância e especialização são objetivos opostos. Para obter as vantagens de ambos, é preciso encontrar o equilíbrio certo."
Engenheiros suíços estão construindo robôs adequados para futuras missões lunares em busca de minerais e matérias-primas. Para garantir que as máquinas possam continuar a funcionar mesmo que uma delas falhe, os investigadores estão a ensiná-las a trabalhar em equipa. Fonte: Universidade de Zurique/Centro Central de Tecnologia da Informação - MELS
Para resolver este problema, pesquisadores da ETH Zurique, da Universidade de Basileia, da Universidade de Berna e da Universidade de Zurique equiparam dois dos robôs com pernas com especialistas. Um dos robôs foi programado para ser particularmente bom no mapeamento de terrenos e na classificação da geologia. Utiliza um scanner a laser e diversas câmeras, algumas das quais também podem realizar análises espectrais, para coletar pistas iniciais sobre a composição mineral das rochas. Outro robô especialista aprendeu a identificar rochas com precisão usando um espectrômetro Raman e uma câmera microscópica.
O terceiro robô é um robô de uso geral: pode mapear terrenos e identificar rochas, o que significa que tem uma gama mais ampla de tarefas do que um robô especialista. Porém, seu equipamento significa que ele é menos preciso na execução dessas tarefas. “Isso torna possível completar a missão se algum dos robôs falhar”, disse Arm.
O júri ficou particularmente impressionado com os investigadores da competição ESRIC e ESA Space Resources Challenge que incorporaram redundância nos seus sistemas de exploração para torná-los resilientes contra potenciais falhas. Como recompensa, os cientistas suíços e os seus colegas do Centro de Investigação em Tecnologia da Informação FZI, em Karlsruhe, receberam um contrato de investigação de um ano para desenvolver ainda mais a tecnologia. Além dos robôs com pernas, este trabalho também se baseará na experiência dos pesquisadores da FZI com esses robôs para desenvolver robôs com rodas.
Hendrik Kolvenbach, cientista sênior do grupo de pesquisa do professor Huth, explica: "Robôs com pés como o nosso ANYmal se destacam em terrenos rochosos e íngremes, por exemplo, ao descer crateras vulcânicas. Robôs com rodas estão em desvantagem nesta situação, mas podem se mover mais rápido em terrenos menos difíceis. Portanto, em missões futuras faz sentido combinar robôs com diferentes modos de locomoção. Robôs voadores também podem se juntar à equipe."
Os pesquisadores também planejam aumentar a autonomia do robô. Atualmente, todos os dados dos robôs fluem para um centro de controle, onde os operadores atribuem tarefas a robôs individuais. No futuro, os robôs semiautônomos poderão atribuir determinadas tarefas diretamente uns aos outros, com operadores capazes de controlar e intervir.