Soluções robóticas que simulam a estrutura e movimentos de animais têm sido utilizadas em diferentes tarefas inconvenientes ou arriscadas para os humanos. Apesar dos robôs mais populares serem quadrúpedes parecidos com cães, o seu tamanho pode ser um desafio em situações que envolvem espaços reduzidos.

Uma possível alternativa são os microrrobôs quadrúpedes. Mas, apesar de conseguirem entrar em locais pequenos, eles ainda não são capazes de executar algumas tarefas devido ao seu limite de carga extremamente baixo.

Assim, para oferecer respostas às diferentes demandas, outra solução encontrada por pesquisadores foi desenvolver robôs de porte reduzido e que são capazes de realizar uma grande variedade de movimentos e aguentar cargas pesadas.

A inspiração para o desenvolvimento dessas máquinas foram os ratos, uma vez que eles apresentam grande agilidade e adaptabilidade. Por isso, muitos projetos vêm se dedicando à reprodução da morfologia e das características de locomoção dos roedores.

Esse é o caso de uma equipe de pesquisadores do Beijing Institute of Technology, na China, que desenvolveu um rato robótico batizado de SQuRo. O projeto foi detalhado em um artigo publicado na revista acadêmica IEEE Transactions on Robotics.

Morfologia e características de locomoção

Os cientistas investiram uma quantidade significativa de tempo tentando replicar algumas propriedades e funções dos sistemas biológicos dos ratos, o que permitiu que eles desenvolvessem robôs capazes de reproduzir os movimentos e comportamentos desses animais. 

Cientistas pesquisando.
Os cientistas investiram uma quantidade significativa de tempo tentando replicar algumas propriedades e funções dos sistemas biológicos dos ratos.

Inicialmente, os ratos robóticos contavam com rodas para se locomoverem, mas elas foram recentemente substituídas por “pernas” com o intuito de aumentar a sua agilidade. Em seu artigo, os pesquisadores descrevem como os resultados experimentais mostraram que o SQuRO é capaz de imitar os movimentos de ratos em espaços pequenos. 

O primeiro passo do estudo foi analisar as principais articulações de movimentos dos ratos e, então, realizar as chamadas configurações DOF (“degree of freedom”), que correspondem ao número de parâmetros independentes que definem a configuração ou estado de um sistema mecânico. 

Assim, os cientistas desenvolveram dois DOFs na parte superior do tronco do robô, outros dois na região do quadril e mais dois na cabeça. Esse design ofereceu ao SQuRO uma espécie de espinha dorsal longa e flexível, permitindo que ele dobrasse o corpo e virasse rapidamente. 

Resultados promissores

A estrutura flexível e o controle de movimentos multimodais permite que o SQuRO consiga agachar-se e ficar de pé, andar, engatinhar e virar. Além disso, ele é capaz de se recuperar após uma queda ao controlar seus membros e partes cervicais para ajustar adequadamente seu centro de massa.

Durante os testes, o robô ainda conseguiu entrar por aberturas estreitas, com cerca de 90 milímetros de largura, passar um obstáculo com 30 milímetros de altura e ainda atingir uma locomoção estável em uma rampa com 15 graus de inclinação.

Segundo os autores do artigo, os resultados mostram que o SQuRO tem o potencial de auxiliar em tarefas como de inspeção em espaços pequenos.

Em relação a outros robôs quadrúpedes de escala similar já existentes, o SQuRO apresenta um corpo mais alongado e fino, além de um peso menor. Ainda assim, ele consegue se movimentar de forma estável mesmo carregando uma carga equivalente a 91% do seu peso.

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