Roberta Machado
postado em 13/05/2014 14:00
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| Com 1,5m de comprimento e três articulações, o braço robótico é capaz de reagir aos objetos em cinco milésimos de segundo |
Engenheiros da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, ensinaram um braço robótico a agarrar objetos jogados no ar. Esse goleiro mecânico foi treinado até desenvolver um ;instinto; próprio e conseguir pegar coisas de diferentes formas arremessadas de qualquer direção. A máquina, de 1,5m de comprimento, tem quatro dedos e três pontos de articulação, o que a permite reagir ao estímulo de um objeto se aproximando em apenas cinco centésimos de segundo. O robô já mostrou que pode agarrar desde uma simples bola até algo mais complexo, como uma raquete de tênis. O aparelho foi apresentado no jornal especializado IEEE Transactions on Robotics e pode ser usado em satélites para colher materiais espaciais.
Os pesquisadores mostraram à máquina como responder a um objeto arremessado, dando exemplos de possíveis trajetórias que ele poderia imitar. Como uma criança, a máquina foi literalmente guiada pela mão durante todo o processo, em um modelo chamado de programação por demonstração. Conforme os itens eram arremessados em direção ao robô, uma pessoa reposicionava o braço manualmente, mostrando a ele como deveria se mover.
Os engenheiros arremessaram uma série de objetos, e a máquina usou imagens registradas por meio de câmeras para criar um modelo do movimento do objeto com base na trajetória, na velocidade e no movimento rotacional. Os pesquisadores traduziram, então, as observações do robô em uma equação que resume seu aprendizado. Depois do treinamento, a máquina conseguiu corrigir a posição em tempo real, prevendo a trajetória dos objetos jogados com alta precisão e agarrando-os.
Adaptação
;O ponto forte desse trabalho está no algoritmo que desenvolvemos para permitir a adaptação veloz de movimentos em uma fração de segundo. Não são necessários grandes comandos computacionais. A solução está definida, não há necessidade de reotimizá-la como em outras abordagens;, explica Aude Billard, chefe do laboratório de algoritmos e sistemas de aprendizagem na EPFL. O projeto levou quatro anos para ser concluído e teve o custo avaliado em 900 mil reais.
As máquinas atuais cumprem tarefas específicas e não são capazes de responder a um estímulo tão rapidamente. Sistemas tradicionais se limitam a seguir caminhos e recalcular percursos, em casos de mudanças. O braço mecânico programado na Suíça, no entanto, responde em uma fração de segundo. Além do método de programação, o complexo sistema de articulação da máquina, fabricada na Coreia do Sul, é fundamental para o feito: ela tem 16 graus de liberdade, nove a mais do que o braço humano.
O dispositivo é considerado o mais rápido nesse tipo de movimento, mas é a primeira vez que ele passa por um ;treinamento; do tipo. ;Isso envolve muitas tecnologias de processamento de imagens. Não é só como o robô vai receber, mas também dar o comando para ele rotacionar e pegar adequadamente o objeto;, comenta Dante Augusto Couto Barone, coordenador do Laboratório de Robótica Inteligente do Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). ;É interessante por ser uma robótica de inspiração humana que pode ser retroalimentada por humanos, mas que também pode ter liberdade para cumprir a mesma tarefa de forma melhor ou de outra forma;, elogia Barone, que já coordenou na UFRGS o desenvolvimento de um braço capaz de resolver o quebra-cabeça de um cubo mágico em poucos minutos.
Utilidade
O braço robótico de resposta rápida faz parte de um projeto do centro espacial suíço e pode, no futuro, ser uma ferramenta em satélites. Uma vez em órbita, ele pode ser ensinado a pegar detritos espaciais que estejam orbitando a Terra. A tarefa seria um desafio para o robô, pois a trajetória de objetos no espaço não é completamente previsível. Na Terra, o sistema também foi testado com uma garrafa cheia de água até a metade. Mesmo quando o objeto mudava a trajetória conforme o líquido se movia no interior, o equipamento era capaz de agarrá-lo.
Os pesquisadores acreditam que o robô também possa usar esse reflexo rápido para se desviar de objetos. ;A princípio, os robôs precisam evitar o próprio corpo ou outros corpos quando estão interagindo em um ambiente dinâmico;, exemplifica Aude Billard. Ele poderia, ainda, combinar as duas habilidades em seu trabalho no espaço: além de pegar os detritos flutuantes, a máquina seria capaz de evitar pedaços menores desse lixo espacial.