Robô com Rodas se Move com mais Eficiência em Diferentes Ambientes
Créditos da imagem: FLORES, o robô com rodas e pernas recém-desenvolvido pela equipe. Créditos da imagem: Song, Xu, et al.
A maioria dos robôs terrestres é construída para usar rodas ou pernas, em vez de ambos. Robôs que alternam entre rodas e pernas viajam com mais eficiência em diferentes terrenos e aumentam as chances de sucesso da missão.
Um Robô com Rodas e Pernas que se Adapta Suavemente a Qualquer Terreno
Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (Guangzhou) apresentaram o FLORES, um robô com rodas e pernas projetado para se adaptar de forma mais eficaz ao seu ambiente e navegar por diversos terrenos com facilidade.
Detalhado em um artigo no servidor de pré-impressão arXiv, o FLORES usa suas pernas para lidar com terrenos irregulares e alterna para rodas para movimento mais rápido em superfícies planas, mantendo a estabilidade.
“Em meu trabalho recente, examinei o projeto e o desenvolvimento de robôs com rodas e pernas, enfatizando a integração dos pontos fortes dos sistemas com rodas e pernas”, disse Zhicheng Song, autor principal do artigo, em entrevista à Tech Xplore.
A ideia foi inspirada nos modelos ANYmal, B2W e no mobED, cujo design inovador combina rodas com elementos semelhantes a pernas.
Dois Caminhos Distintos para o Design de Robôs com Rodas e Pernas
Os protótipos B2W e mobED, descritos em estudos anteriores, representam duas abordagens para o design de robôs com rodas e pernas: o B2W estende a estrutura e as capacidades dos robôs com pernas, enquanto o mobED se origina de uma plataforma com rodas aprimorada com estratégias de movimento inspiradas nas pernas.
“Meu objetivo era redesenhar robôs como o B2W para um formato mais próximo de um carro”, explicou Song. “Com o FLORES, buscamos alcançar um movimento eficiente em terreno plano, sem deixar de ser capazes de lidar com obstáculos como escadas. Essa combinação visa criar uma plataforma robótica mais versátil e capaz.”
O FLORES, desenvolvido por Song e sua equipe, apresenta uma nova configuração de pernas dianteiras que o diferencia dos designs anteriores com pernas sobre rodas. Essa característica aprimora sua mobilidade e adaptabilidade em uma ampla gama de ambientes.
“Nosso design substitui o grau de liberdade (DoF) padrão de rotação do quadril nas patas dianteiras por DoFs de guinada do quadril, permitindo movimentos mais suaves em terrenos planos, preservando a adaptabilidade para paisagens mais complexas”, acrescentou Song.
“Este design permite que o robô alterne suavemente entre movimentos com pernas e com rodas, otimizando o desempenho em diferentes terrenos. Sua estrutura articular exclusiva suporta novas andaduras altamente eficientes que potencializam as forças combinadas de ambos os modos de locomoção.”
Testes de Protótipo Demonstram Eficiência Superior em Testes Reais
A equipe construiu um protótipo e o avaliou por meio de experimentos reais, comparando seu desempenho com robôs com rodas anteriores. Os resultados mostraram que o sistema era significativamente mais eficiente, especialmente quando giros e manobras frequentes eram necessários.
“Em nossos testes em linha reta e em curva, nosso robô utilizou apenas 30% e 35% da energia consumida por outras plataformas com rodas”, relatou Song.
Ele acrescentou: “Vejo o FLORES como particularmente adequado para trabalhar ao lado de humanos em ambientes com terrenos planos e escadas, onde pode atingir excelente eficiência de locomoção.”
O robô FLORES poderá em breve passar por mais aprimoramentos e ser avaliado em cenários reais adicionais. Em seu próximo trabalho, Song e seus colegas pretendem equipar o robô com um braço leve, permitindo que ele execute tarefas de manipulação de objetos.
“Também estou trabalhando na transferência sim2real para diversas estratégias de locomoção bípede que podem lidar com condições mais extremas”, observou Song.
“Por exemplo, ao se deparar com uma ponte muito estreita de tábua única, a maioria dos robôs com pernas não consegue atravessá-la. Nosso robô pode alternar para o modo bípede, usando as pernas traseiras e alinhando as rodas para ganhar estabilidade e cruzar a ponte.
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