Liberte robôs assimétricos "sem cérebro" que podem navegar autonomamente por labirintos complexos

Pesquisadores criaram um robô macio que pode navegar em labirintos simples sem direção humana ou de computador. A sua forma assimétrica permite-lhe completar curvas de forma independente e evitar que fique preso. Agora, eles desenvolveram esse trabalho para criar um robô macio “sem cérebro” que pode navegar em ambientes mais complexos e dinâmicos.

"Em nosso trabalho anterior, mostramos que nosso robô macio pode reverter a direção em um obstáculo muito simples", disse Yin Jie, co-autor correspondente do artigo relacionado e professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade Estadual da Carolina do Norte. "No entanto, ele não pode virar a menos que encontre um obstáculo. Na prática, isso significa que o robô às vezes fica preso, batendo para frente e para trás entre obstáculos paralelos."

"Mais tarde, desenvolvemos um novo robô macio que pode girar sozinho, permitindo-lhe navegar por labirintos tortuosos e até mesmo contornar obstáculos em movimento. E tudo isso é feito usando inteligência física, em vez de ser guiado por um computador."

Inteligência física ocorre quando o comportamento de objetos dinâmicos, como robôs leves, é governado por seu design estrutural e materiais, em vez de ser guiado por computadores ou intervenção humana.

Pesquisadores criaram um robô macio que pode navegar em labirintos simples sem orientação humana ou de computador. Metade do robô tem o formato de uma fita torcida que corre em linha reta, e a outra metade tem o formato de uma fita torcida mais firmemente que também gira em torno de si mesma como uma escada em espiral. Este design assimétrico significa que uma extremidade do robô exerce mais força no solo do que a outra. Fonte: Universidade Estadual da Carolina do Norte, Jie Yin

Materiais e mecanismos de movimento

Como as versões anteriores, o novo robô macio é feito de elastômero de cristal líquido em forma de fita. Quando o robô é colocado em uma superfície com temperatura de pelo menos 55 graus Celsius (131 graus Fahrenheit), que é mais quente que o ar circundante, as partes das tiras macias que entram em contato com a superfície encolhem, enquanto as partes expostas ao ar não. Isto cria um movimento de rolamento; quanto mais quente a superfície, mais rápido o robô rola.

No entanto, enquanto a versão anterior do robô macio tinha um design simétrico, o novo robô tem duas metades distintas. Uma metade tem o formato de uma faixa torcida que se estende em linha reta; a outra metade tem o formato de uma faixa mais torcida que também gira em torno de si mesma como uma escada em espiral.

Este design assimétrico significa que uma extremidade do robô exerce mais força no solo do que a outra. Pense em um copo de plástico com a borda mais larga que a base. Se você rolar sobre uma mesa, em vez de rolar em linha reta, ele criará um arco sobre a mesa. Isso se deve ao seu formato assimétrico.

Superar limitações de design

“A ideia por trás do nosso novo robô é bastante simples: devido ao seu design assimétrico, ele pode girar sem tocar em um objeto”, disse Yao Zhao, primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado na Universidade Estadual da Carolina do Norte. "Portanto, embora ainda possa mudar de direção ao tocar um objeto - permitindo-lhe navegar em um labirinto - ele não ficará preso em uma superfície plana. "

Os pesquisadores demonstraram a capacidade de um design de robô macio assimétrico para navegar em labirintos mais complexos, incluindo aqueles com paredes móveis, e para se mover através de espaços que são mais estreitos do que o tamanho do seu corpo. Os pesquisadores testaram o novo design do robô em superfícies metálicas e areia. Um vídeo do robô assimétrico em ação está disponível aqui: