Pesquisadores do Departamento de Ciência Mecânica e Bioengenharia da Universidade de Osaka inventaram um novo tipo de robô andante que aproveita a instabilidade dinâmica para navegar. Ao mudar a flexibilidade dos acoplamentos, o robô pode ser feito para virar sem a necessidade de sistemas complexos de controle computacional. Este trabalho pode auxiliar na criação de robôs de resgate que sejam capazes de atravessar terrenos irregulares.
A maioria dos animais na Terra desenvolveu um sistema de locomoção robusto usando pernas que lhes fornece um alto grau de mobilidade em uma ampla gama de ambientes. Um tanto decepcionantemente, engenheiros que tentaram replicar essa abordagem muitas vezes descobriram que robôs com pernas são surpreendentemente frágeis. A quebra de até mesmo uma perna devido ao estresse repetido pode limitar severamente a capacidade desses robôs de funcionar. Além disso, controlar um grande número de articulações para que o robô possa atravessar ambientes complexos requer muito poder de computador. Melhorias neste design seriam extremamente úteis para construir robôs autônomos ou semiautônomos que poderiam atuar como veículos de exploração ou resgate e entrar em áreas perigosas.
Agora, pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram um robô "myriapod" biomimético que tira proveito de uma instabilidade natural que pode converter a caminhada reta em movimento curvo. Em um estudo publicado recentemente na Soft Robotics, pesquisadores da Universidade de Osaka descrevem seu robô, que consiste em seis segmentos (com duas pernas conectadas a cada segmento) e articulações flexíveis. Usando um parafuso ajustável, a flexibilidade dos acoplamentos pode ser modificada com motores durante o movimento de caminhada. Os pesquisadores mostraram que aumentar a flexibilidade das articulações levou a uma situação chamada "bifurcação de forcado", na qual a caminhada reta se torna instável. Em vez disso, o robô faz a transição para a caminhada em um padrão curvo, para a direita ou para a esquerda. Normalmente, os engenheiros tentariam evitar a criação de instabilidades. No entanto, fazer uso controlado delas pode permitir uma manobrabilidade eficiente. "Fomos inspirados pela capacidade de certos insetos extremamente ágeis que lhes permite controlar a instabilidade dinâmica em seu próprio movimento para induzir mudanças rápidas de movimento", diz Shinya Aoi, um autor do estudo. Como essa abordagem não direciona diretamente o movimento do eixo do corpo, mas controla a flexibilidade, ela pode reduzir bastante tanto a complexidade computacional quanto os requisitos de energia.
A equipe testou a capacidade do robô de alcançar locais específicos e descobriu que ele poderia navegar tomando caminhos curvos em direção aos alvos. "Podemos prever aplicações em uma ampla variedade de cenários, como busca e resgate, trabalho em ambientes perigosos ou exploração em outros planetas", diz Mau Adachi, outro autor do estudo. Versões futuras podem incluir segmentos adicionais e mecanismos de controle.