Pesquisadores do MIT estão um passo mais perto de se aperfeiçoarem

Por Eli Curwin

“Hated in the Nation”, um episódio da série distópica de ficção científica da Netflix “Black Mirror”, previu isso: milhares de abelhas robóticas voam de flor em flor, polinizando plantas para compensar o declínio das populações de insetos. E embora os robôs do episódio eventualmente se voltem contra os seus inventores humanos, matando mais de 387.000 pessoas ao enfiar os seus ferrões artificiais nas cabeças das vítimas, os cientistas do MIT que trabalham no aperfeiçoamento dos robôs aéreos de hoje provavelmente acreditam que não precisamos de nos preocupar com isso.

Bem, por enquanto.

Apesar da visão agourenta do programa sobre as abelhas robóticas, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts estão um passo mais perto de aperfeiçoar as criaturas aéreas artificiais. Num artigo publicado em 15 de março, um grupo de pesquisadores do MIT mostrou que o uso de atuadores resilientes semelhantes a músculos e tecnologia de autorreparação pode melhorar enormemente a robustez das abelhas robóticas.

“Os insetos que voam são incrivelmente difíceis de entender”, disse Kevin Chen, professor assistente do MIT, chefe do Laboratório de Micro Robótica e Soft do instituto e autor sênior do artigo. “Os princípios aerodinâmicos que os insetos usam são muito diferentes, por exemplo, dos aviões ou outros objetos voadores. Portanto, tentar construir um robô voador em escala definitivamente nos dá ferramentas para entender os insetos.”

Historicamente, diz Chen, a pesquisa se concentrou em como aperfeiçoar a controlabilidade de voo e a prevenção de colisões para robôs voadores. Mas ele diz que esta ênfase na controlabilidade é diferente do que vemos na natureza, já que as abelhas esbarram nas coisas o tempo todo e podem continuar a voar. Na verdade, estudos mostram que as abelhas podem perder até 40% das suas asas e continuar a zumbir no ar: é a sua capacidade de continuar a voar depois de receber pancadas e solavancos que as torna voadoras tão resilientes.

Assim, os investigadores do MIT procuraram imitar essa resiliência, procurando formas de reparar e recuperar os robôs voadores após perfurarem as asas.

A mistura de estudantes de pós-graduação e professores recorreu a um tipo de músculo artificial macio, chamado de atuadores de elastômero dielétrico (DEAs), que pode resistir a perfurações e choques, continuando a bater as asas do robô. O material semelhante a um músculo é feito de camadas de elastômero colocadas entre os eletrodos. E quando confrontados com a tensão, os eletrodos comprimem o elastômero, batendo rapidamente as asas.

“O aspecto único do nosso robô é que os atuadores são macios. São uma espécie de músculos artificiais macios”, disse Chen. “E se você assistir a um… vídeo do robô operando, o músculo artificial macio encolhe e se alonga… muito semelhante aos músculos. E a principal contribuição do… trabalho publicado na semana passada foi tentar incorporar [um] nível semelhante de robustez nesses músculos artificiais.”

Usando os DEAs, os cientistas realizaram dois tipos de testes de robustez – danificando as asas com furos menores e maiores, ou ferimentos. Quando o elastômero sofre um ferimento leve, usando a voltagem usada para alimentar as asas, o robô inicia um processo denominado autolimpeza. Essencialmente, quando apresentado um pequeno defeito, a tensão queima e desconecta o eletrodo local próximo ao defeito, isolando-o do resto do robô. E por causa disso, o resto do robô continua funcionando normalmente.

Quando se depararam com um ferimento grave – um furo maior que permite a entrada de ar no robô – os pesquisadores usaram um laser para remover cirurgicamente o defeito. Isto isolou o defeito maior, deixando apenas uma lesão menor que poderia então ser isolada pelo processo de autolimpeza.

“Você tem um ponto de dano importante, então use o laser para contornar esse dano. Tão eficazmente… o laser cria um ferimento leve que circunda o ferimento grave. E o ferimento leve pode ser curado automaticamente… [e] isolado do resto do atuador”, disse Chen. “Então a ideia é que então a lesão leve isole a lesão grave e depois a lesão leve se isole, o que equivale a isolar a lesão grave. Então, de certa forma, usamos a analogia de usar um laser para realizar uma pequena cirurgia no músculo artificial mole.”