Robô Autônomo Domina Entrada por Portas – Um Avanço para Robôs de Serviço

Robôs podem fazer muitas coisas, mas não conseguem abrir uma porta e passar pela porta. Pesquisadores resolveram este problema em simulações digitais tridimensionais e estão construindo um robô autônomo que pode fazer exatamente isso. Este avanço simples em independência representa um grande salto para robôs auxiliares que aspiram e desinfetam prédios de escritórios, aeroportos e hospitais.

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

Portas vêm em diferentes cores e tamanhos com maçanetas diferentes que podem ser ligeiramente mais altas ou mais baixas. Robôs devem saber quanta força usar para abrir portas para superar a resistência. A maioria das portas públicas são auto-fechantes, o que significa que se o robô perde a pegada, deve recomeçar. Quando uma porta abre para longe do robô, ele pode simplesmente girar a maçaneta e empurrar para frente para entrar na sala. Mas quando uma porta abre em direção ao robô, a tarefa se torna muito mais difícil, especialmente se a porta tem resistência embutida para o propósito de fechar sozinha.

Alguns engenheiros montaram um braço com múltiplas juntas em robôs para segurar uma maçaneta ou puxador de porta, mas estes podem ser extremamente caros. Um único braço robótico com seis juntas, ou graus de liberdade, que imita a gama completa 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 ao redor dele e continua com seus deveres na próxima sala. Como a equipe está usando aprendizado de máquina, o robô tem que “se ensinar” como abrir uma porta, essencialmente através de tentativa e erro. Isso pode ser demorado inicialmente, mas o robô corrige seus erros à medida que avança. Simulações ajudam o robô a se preparar para a tarefa real.

Robôs de serviço se tornaram mais úteis, particularmente durante a pandemia de COVID-19, quando tarefas tediosas como desinfetar salas com névoas ou luz ultravioleta poderiam ser automatizadas. Similarmente, um robô que pode recarregar usando a tomada elétrica de parede mais conveniente seria extremamente útil. A solução atual é instalar uma estação de acoplamento. Quando o robô fica com pouca energia, ele retorna à sua estação de acoplamento. No entanto, perde tempo retornando ao dock e não pode haver um dock em cada sala.

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