Robô autônomo abre portas

Os robôs podem fazer muitas coisas, mas não podem abrir uma porta e passar pela porta. Os pesquisadores resolveram esse problema em simulações digitais tridimensionais e estão construindo um robô autônomo que pode fazer exatamente isso. Esse simples avanço na independência representa um grande avanço para os robôs auxiliares que aspiram e desinfetam prédios de escritórios, aeroportos e hospitais.

Anteriormente, os pesquisadores abordaram o problema escaneando uma sala inteira para criar um modelo digital 3D para que o robô pudesse localizar uma porta. Mas essa é uma solução personalizada demorada que funciona apenas para a sala específica que é digitalizada. Desenvolver um robô autônomo para abrir uma porta para si mesmo apresenta vários desafios.

As portas vêm em diferentes cores e tamanhos com alças diferentes que podem ser ligeiramente mais altas ou mais baixas. Os robôs devem saber quanta força usar para abrir portas e vencer a resistência. A maioria das portas públicas fecha automaticamente, o que significa que se o robô perder o controle, ele deve começar de novo. Quando uma porta se abre longe do robô, ele pode simplesmente girar a maçaneta da porta e empurrar para a frente para entrar em uma sala. Mas quando uma porta se abre em direção ao robô, a tarefa se torna muito mais difícil, especialmente se a porta tiver resistência embutida para fechar sozinha.

Alguns engenheiros montaram um braço com várias articulações em robôs para segurar uma maçaneta ou maçaneta, mas isso pode ser extremamente caro. Um único braço robótico com seis articulações, ou graus de liberdade, que imita toda a amplitude de movimento de um braço humano pode custar dezenas de milhares de dólares.

O problema foi resolvido projetando um apêndice em um elevador motorizado simples que o robô pode levantar e abaixar para alcançar uma maçaneta de porta. Um pequeno braço na base mantém a porta aberta enquanto o robô gira em torno dela e continua com suas tarefas na sala ao lado. Como a equipe está usando aprendizado de máquina, o robô precisa “ensinar” a si mesmo como abrir uma porta, essencialmente por tentativa e erro. Isso pode ser demorado inicialmente, mas o robô corrige seus erros à medida que avança. As simulações ajudam o robô a se preparar para a tarefa real.

Os robôs de serviço se tornaram mais úteis, principalmente durante a pandemia do COVID-19, quando tarefas tediosas, como desinfetar salas com névoa ou luz ultravioleta, podem ser automatizadas. Da mesma forma, um robô que pode recarregar usando a tomada elétrica mais próxima seria extremamente útil. A solução atual é instalar uma docking station. Quando o robô fica com pouca energia, ele retorna à sua estação de acoplamento. No entanto, perde-se tempo ao retornar ao cais e não pode haver cais em todos os cômodos.

O novo robô será capaz de identificar uma tomada de parede e inserir o plugue sem ajuda humana, o que é uma combinação de desafios. Uma tomada elétrica é muito pequena, então o robô deve identificá-la primeiro. Os humanos têm a destreza de encontrar a tomada e conectá-la rapidamente. Mas pedir a um robô que faça isso não é tão fácil; se o robô não se alinhar perfeitamente, ele falhará. O algoritmo dos pesquisadores, no entanto, dá ao robô mais flexibilidade para “sentir” o plugue quando ele se aproximar.