Pesquisadores da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing desenvolveram recentemente um novo robô de quatro patas inspirado em lagartos. Esta ferramenta pode ajudar na exploração da superfície de Marte.

A exploração espacial teve diversos avanços nas últimas décadas, com os horizontes do universo se expandindo cada vez mais, mas mesmo com o conhecimento sobre galáxias e planetas distantes, os planetas vizinhos como Marte ainda exercem um fascínio muito grande, por ainda haver muito sobre eles que não conhecemos e por sua semelhança com a Terra.

A exploração de Marte e sua superfície é uma busca fascinante, pois pode revelar os sinais de vida extraterrestre passada ou presente. Além de potencialmente revelar formas de vida microbiana antiga, essas explorações podem levar à descoberta de recursos que existem fora da Terra, potencialmente abrindo caminho para futuras missões humanas a Marte.

Por isso, formas de explorar o planeta vermelho são constantemente criadas. Neste caso, o robô apresentado na revista Biomimetics do MDPI tem uma estrutura corporal flexível que pode replicar os movimentos e o estilo de locomoção de um lagarto do deserto, conforme explicam os pesquisadores no artigo:

Para auxiliar missões ambiciosas a Marte, tipos específicos de rovers planetários foram desenvolvidos para realizar tarefas na superfície de Marte. Pelo fato de a superfície ser composta por solos granulares e rochas de vários tamanhos, os rovers contemporâneos podem ter dificuldades em se mover em solos moles e escalar rochas. Para superar tais dificuldades, esta pesquisa desenvolve um robô rastejante quadrúpede inspirado na locomoção características do lagarto do deserto.

Guangming Chen, Long Qiao, Zhenwen Zhou, Lutz Richter e Aihong Ji no artigo publicado na Biomimetics

O robô biomimético – ou seja, que imita alguma coisa da natureza ou algum processo natural -, criado por Chen e seus colegas é composto por uma estrutura flexível semelhante a uma coluna vertebral e quatro pernas. Para replicar o movimento “rastejante” típico dos lagartos, cada perna apresenta duas dobradiças e uma engrenagem que provoca um movimento oscilante.

robô
Imagem: Biomimetics

Cada uma das articulações do “quadril” do robô que conectam a estrutura da coluna com as pernas é composta por dois servos e um mecanismo de quatro articulações que permite que o robô se levante sem perder o equilíbrio. Os “pés” do robô têm quatro “dedos” flexíveis, consistindo de duas dobradiças e uma garra.

A estrutura da perna utiliza um mecanismo de quatro ligações, que garante um movimento de elevação constante. O pé consiste em um tornozelo ativo e uma almofada redonda com quatro dedos flexíveis que são eficazes para agarrar solos e rochas.

Guangming Chen, Long Qiao, Zhenwen Zhou, Lutz Richter e Aihong Ji no artigo publicado na Biomimetics

Para replicar os movimentos dos lagartos, os pesquisadores criaram uma série de modelos cinemáticos para cada um dos componentes do robô. Eles então usaram esses modelos e cálculos numéricos para planejar os movimentos do robô.

Para determinar os movimentos do robô, modelos cinemáticos relacionados ao pé, perna e coluna são estabelecidos. Além disso, os movimentos coordenados entre o tronco, a coluna e a perna são verificados numericamente.

Guangming Chen, Long Qiao, Zhenwen Zhou, Lutz Richter e Aihong Ji no artigo publicado na Biomimetics

Inicialmente, os pesquisadores avaliaram seu robô em uma série de simulações, para determinar se ele poderia efetivamente replicar os movimentos dos lagartos. Os resultados obtidos foram muito promissores, pois descobriram que seu robô poderia realizar os movimentos e o estilo de caminhada desejados.

Um protótipo do robô já foi criado usando materiais de resina impressos em 3D, um painel de servocontrole, uma bateria de lítio e outros componentes eletrônicos. Eles então usaram um banco de testes de simulação para avaliar os movimentos de seu protótipo de robô em superfícies rochosas que se assemelham ao terreno de Marte.

Assim, os pesquisadores descobriram que o robô consegue se mover de modo efetivo em ambientes rochosos, destacando seu potencial para futuras missões no planeta vermelho. No entanto, antes que ele possa ser implantado e testado fora do laboratório, a equipe precisará desenvolvê-lo ainda mais, por exemplo, adicionando uma estrutura de vedação protetora que o proteja do solo ou da poeira transportada pelo ar e construindo seu corpo usando materiais mais resistentes.

Agora, Chen e seus colegas estão trabalhando em modelos de aprendizado de máquina que permitiriam que seu robô adaptasse seus movimentos a diferentes terrenos. Além disso, eles planejam introduzir um sistema que forneceria alimentação contínua para o robô.