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Correio Braziliense

Robô com sensibilidade de tato é capaz de segurar objetos com precisão

Androide reconhece e segura objetos usando habilidade parecida com o toque humano. A solução poderá ser explorada em áreas diversas, como automação de processos de montagem e resgate em áreas de risco


postado em 13/08/2018 06:00 / atualizado em 13/08/2018 10:20

Um algoritmo desenvolvido pelos pesquisadores ajuda nas dificuldades de tato. Ele analisa os locais com incerteza e escolhe um ponto do objeto a ser tocado pelo robô(foto: Arte/CB/D.A Press)
Um algoritmo desenvolvido pelos pesquisadores ajuda nas dificuldades de tato. Ele analisa os locais com incerteza e escolhe um ponto do objeto a ser tocado pelo robô (foto: Arte/CB/D.A Press)

Você acorda com sede no meio da noite. Está completamente escuro. Tateia ao lado da cama até que consegue esbarrar no objeto procurado. Eis um roteiro fácil para encontrar a garrafa de água guardada logo ali no criado-mudo. Mas esse processo de identificar um objeto pelo tato é mesmo simples? Considerando todo o esforço de engenheiros para reproduzi-lo em robôs, não.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, e da Universidade de Pisa, na Itália, criou um androide que usa o tato para reconhecer o formato de objetos de maneira bastante precisa. A máquina, porém, não explora o alvo às cegas. Por meio de inteligência artificial, tem indicado onde deve tocar para obter as informações de que precisa, como a presença de curva, ângulo ou cavidade da peça em questão.

O robô tem dois braços. Um deles conta com cinco dedos, no formato da mão humana, e é usado para segurar firmemente o objeto analisado. O outro membro tem apenas um dedo, que explora a superfície. No primeiro momento, uma câmera capta o formato aproximado do utensílio. Porém, há a possibilidade de a superfície ser diferente da observada pelo robô.

“Ele cria uma noção do formato da peça a partir de uma câmera. Mas nem sempre é fácil ver todas as superfícies de um objeto. Por isso, pode ser útil usar o toque para explorar. Ele pode até nos dar informações sobre o quão lisa, macia ou elástica é uma superfície”, conta Jeremy Wyatt, cientista da Universidade de Birmingham e um dos criadores da solução.

Um algoritmo desenvolvido pelos pesquisadores ajuda nas dificuldades de tato. Ele analisa os locais com incerteza e escolhe um ponto do objeto a ser tocado pelo robô. Mesmo que o dedo do androide erre o alvo, sua inteligência artificial usa esse dado para melhorar o modelo em 3D que está em sua memória. O processo repete-se até o sistema atingir um nível de precisão determinado pelos cientistas: quanto maior a precisão, mais o resultado demora. Segundo Wyatt, essa exploração planejada é muito mais eficiente do que tatear às cegas e pode ser comparada à utilidade de um mapa de viagem. Você o usa para planejar o percurso e o atualiza ao anotar as descobertas feitas.

Rogério Sales, professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia, ressalta que esse tipo de tecnologia é estudado para outras aplicações. “Se um pote de sorvete está virado para o chão, você não sabe se ele é um pote ou um bloco sólido só pelo olhar. É a mesma coisa com a câmera de um robô. Isso é algo em que pesquisadores da robótica estão trabalhando no mundo todo não somente para reconhecer uma estrutura pelo tato, mas também para realizar atividades com dois braços.”

Limitações


Os humanos juntam informações sobre o mundo no decorrer da vida. Por isso, conseguem fazer suposições sobre o que veem, como imaginar o lado de baixo de um tapete e reconhecer objetos com mais facilidade. A tarefa, porém, é muito mais complicada para as máquinas. “Há várias limitações para reproduzi-la, tanto de software quanto de hardware”, observa Mariana Costa Bernardes, professora da Faculdade do Gama da Universidade de Brasília (UnB).

A especialista ilustra o desafio de criação de um dispositivo que seja tão delicado e cheio de funções quanto a mão humana, com dedos se articulando independentemente. “É muito difícil ter um equipamento capaz de fazer desde o toque suave até agarrar com força”, explica.

Por isso, para a professora da UnB, o trabalho dos cientistas ingleses e italianos entra no contexto da chamada Revolução 4.0. Uma das facetas desse movimento tecnológico é tirar os robôs dos ambientes estritamente controlados e rígidos, como as linhas de montagem, e levá-los a um ambiente mais dinâmico, onde tenham que lidar com objetos desconhecidos e com segurança suficiente para operar em locais em que há humanos também trabalhando.

“Os robôs ficam mais flexíveis para lidar com o desconhecido. Eles têm que saber o tanto de força de que precisam para manipular um objeto, o que é algo que nós fazemos de forma muito natural com o tato. Nós conseguimos determinar o tipo de material, o quão rígido ele é, qual é a sua textura”, compara.

Novos desafios


Jeremy Wyatt cita algumas situações em que a solução criada por ele e os colegas poderá ser empregada. “Imagine um robô montando um móvel ou tentando mapear um espaço confinado e perigoso, como uma zona de um desastre. Humanos têm um senso de tato porque é essencial para as habilidades de manipulação. Qualquer robô que precise agarrar e entender um novo objeto precisará de algo parecido.”

O pesquisador pretende explorar mais a fundo essa área e descobrir quais outras informações uma máquina poderá obter usando o tato. “Recorremos ao toque para sentir a massa de algo e saber se a nossa pegada está firme no chão. Ao manipularmos objetos, os dedos entram e saem de contato com o utensílio e uns com os outros. Nossos sensores táteis são incrivelmente sensíveis a pequenas forças. É aí que os robôs devem chegar”, adianta.


"Os robôs ficam mais flexíveis para lidar com o desconhecido. Eles têm que saber o tanto de força de que precisam para manipular um objeto, o que é algo que nós fazemos de forma muito natural”
Mariana Costa Bernardes, professora da Faculdade do Gama da Universidade de Brasília

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