Novos robôs com pernas projetados para explorar planetas em equipe

Tecnologia

Mesmo que um robô falhe, o restante da equipe pode compensar sua perda.

Embora os rovers tenham feito descobertas incríveis, suas rodas podem atrapalhá-los e o terreno errático pode significar danos. Não há como substituir algo como o Perseverance, mas às vezes os rovers podem usar uma vantagem, e eles podem obtê-lo de um pequeno enxame de robôs de quatro patas.

Eles se parecem com insetos gigantes de metal, mas o trio de robôs ANYmal personalizados por pesquisadores da ETH Zurich foi testado em ambientes o mais próximo possível do terreno lunar e marciano. Robôs capazes de andar podem ajudar futuros rovers e mitigar o risco de danos causados por bordas afiadas ou perda de tração em regolito solto. As pernas dos ANYmals não apenas os ajudam a literalmente ultrapassar obstáculos, mas esses bots funcionam com mais eficiência em equipe. Cada um deles é especializado em funções específicas, mas ainda flexíveis o suficiente para cobrir um ao outro – se um falhar, os outros podem assumir suas tarefas.

“Nossa tecnologia pode permitir que os robôs investiguem alvos cientificamente transformadores na Lua e em Marte que são inacessíveis no momento usando sistemas rover com rodas”, disse a equipe de pesquisa em um estudo publicado recentemente na Science Robotics.

Três de um tipo

A equipe da ETH Zurich projetou cada um de seus três bots semi-autônomos para que pudessem trabalhar de forma independente e em conjunto. Eles eram especializados o suficiente para tarefas específicas, mas também semelhantes o suficiente para substituir um ao outro se um caísse. Como não podiam operar de forma autônoma, era necessário algum envolvimento com cientistas e operadores humanos.

LEAP (Legged Exploration of the Aristarchus Plateau) é um estudo de conceito de missão, financiado pela ESA, para explorar terrenos lunares desafiadores usando o ANYmal, um robô de quatro patas desenvolvido na ETH Zürich e seu spin-off ANYbotics. Crédito: ETH Zürich/Robotics Systems Labs (RSL)

Cada robô tinha um sensor LiDAR (detecção e alcance de luz). Além do LiDAR e das pernas, no entanto, cada modelo tinha algumas diferenças. O principal objetivo do modelo Scout era pesquisar seus arredores usando câmeras RGB. Este robô também usou outro gerador de imagens para mapear regiões e objetos de interesse usando filtros que permitem a passagem de diferentes áreas do espectro de luz. Durante a demonstração, o Scout transmitiu suas imagens a uma equipe de cientistas e operadores planetários que decidiram quais áreas eram mais viáveis para exploração.

O modelo Scientist tinha a vantagem de um braço com um MIRA (Metrohm Instant Raman Analyzer) e um MICRO (microscopic imager). O MIRA foi capaz de identificar produtos químicos em materiais encontrados na superfície da área de demonstração com base em como eles espalhavam a luz, enquanto o MICRO em seu pulso os registrava de perto. O Hybrid estava em algum lugar no meio, ajudando o Scout e o Scientist com medições de alvos científicos, como pedregulhos e crateras.

A equipe do sonho do futuro

O que fez esse esquadrão ter sucesso foi a redundância. Embora cada robô tivesse características distintas, todos os três compartilhavam alguns recursos de hardware e software. A possibilidade de falha influenciou o design dos robôs. Se alguém encontrasse problemas, os recursos redundantes tornariam qualquer um dos dois restantes capaz de fazer o backup enquanto ainda usavam seus recursos especializados para concluir suas próprias tarefas.

Os robôs provaram-se em um campo de testes semelhante à superfície da Lua e dois muito parecidos com a superfície de Marte, todos parte do ESA/ESRIC Space Resources Challenge (SRC) em Alzette, Luxemburgo. Notavelmente, os três robôs exploraram um análogo para o polo sul lunar, onde os astronautas do Artemis 3 eventualmente pousarão.

Pode ser perigoso para os astronautas se aventurar em certas áreas, então robôs podem ser necessários para explorar territórios perigosos. É por isso que os bots foram desafiados com tudo, desde crateras, pedregulhos e regolito solto até leitos de lava endurecida conhecidos como mares.

No que era o mais próximo possível do solo lunar na Terra, os robôs investigaram os objetos de maior interesse científico e enviaram dados de volta para análise (humana) posterior. Eles passaram por desafios semelhantes no outro local analógico lunar e na pedreira que era um local analógico marciano e havia sido usado anteriormente para testar o rover ExoMars.

Os pesquisadores querem continuar dando upgrades a esses bots, como autonomia total, para que possam operar e realocar tarefas por conta própria. “Um maior nível de autonomia melhorará adicionalmente a escalabilidade do sistema para aplicativos com comunicação ainda mais desafiadora, como a exploração de Marte”, disseram eles também no estudo. Em alguns casos, o atraso de comunização entre Terra e Marte pode chegar a até 20 minutos.

Robôs com pernas podem se juntar a rovers e naves espaciais no futuro, entrando em regiões traiçoeiras que os rovers não podem acessar e tornando a exploração mais eficiente. O trabalho em equipe realmente poderia fazer o proverbial sonho funcionar no espaço.

Fonte: ArsTecnica

https://arstechnica.com/science/2023/07/new-legged-robots-designed-to-explore-planets-as-a-team/


180 thoughts on “Novos robôs com pernas projetados para explorar planetas em equipe

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