Pinças de Inspiração Biológica ajudam um Robô a Escalar Paredes Robustas
Universidade de Carnegie Mellon
Os investigadores desenvolveram um robô de quatro patas inspirado na biologia, capaz de trepar de uma forma distinta. Adere a superfícies verticais rugosas através de um mecanismo inovador que é simultaneamente muito eficiente e relativamente simples. Ao contrário dos robôs experimentais que dependem de sistemas de preensão baseados na sucção para superfícies lisas, esta tecnologia não se aplica a superfícies rugosas como a rocha, onde é impossível formar uma vedação.
Uma abordagem alternativa envolve a utilização de pinças microspine, que consistem num conjunto de minúsculos ganchos afiados concebidos para se agarrarem a pequenas fendas e irregularidades na superfície de escalada. Quando a pinça é levantada para avançar para cima, os ganchos soltam-se da superfície.
Desafios das Pinças Passivas de Microespinhos
As pinças de microespinhos passivas dependem do peso do robô para manter a tração, o que funciona adequadamente em superfícies relativamente planas, mas tem dificuldades em terrenos mais irregulares, como falésias, o que exige uma abordagem de escalada mais versátil.
Para ultrapassar este desafio, as pinças activas de microespinhos incorporam actuadores eléctricos que embutem deliberadamente um anel de ganchos na superfície, assegurando uma aderência eléctrica que funciona em qualquer orientação. No entanto, estas pinças são normalmente volumosas, consomem muita energia, são mecanicamente complexas e resultam em velocidades de escalada mais lentas.
É aqui que o robô quadrúpede LORIS entra em cena.
Universidade de Carnegie Mellon
Batizado com o nome de um marsupial trepador e também como acrónimo de “Lightweight Observation Robot for Irregular Slopes”, o dispositivo foi desenvolvido por Paul Nadan, Spencer Backus, Aaron M. Johnson e a sua equipa no Laboratório de Robomecânica da Universidade Carnegie Mellon.
Configuração das Pinças Microspine
Cada uma das quatro pernas do robô possui uma pinça microspine espalhada, composta por dois conjuntos de espinhos perpendiculares. Ligada à perna por uma articulação passiva do pulso, a pinça move-se livremente em resposta aos movimentos da perna.
Universidade de Carnegie Mellon
Utilizando uma câmara de deteção de profundidade e um microprocessador integrados, o robô move estrategicamente as suas pernas de modo a que, quando a pinça de uma perna fixa a superfície de escalada, a pinça da perna oposta, situada na diagonal do corpo, também se fixa.
Enquanto estas duas pernas diagonalmente opostas mantiverem a tensão interna nas suas pinças, estas permanecem firmemente presas à superfície. Entretanto, as outras duas patas opostas ficam livres para subir. Esta estratégia de escalada, inspirada nos insectos, é conhecida como agarramento dirigido para dentro (DIG).
Características Inovadoras do Design
De acordo com os investigadores, o LORIS combina a leveza, a rapidez de movimentos, a eficiência energética e a simplicidade das pinças passivas de microespinhos com a fixação segura e a adaptabilidade das pinças activas. Além disso, sendo o robô concebido para ser fácil e económico de fabricar.
Veja o LORIS em ação no vídeo abaixo. Sendo um artigo detalhando o estudo recentemente apresentado na Conferência Internacional sobre Robótica e Automação.
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