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Jul 19, 2023

Robôs minhocas podem ajudar astrônomos a explorar outros mundos

Ao projetar robôs para exploração espacial, engenheiros e desenvolvedores muitas vezes recorrem à natureza em busca de inspiração. De cobras a lagartas e até peixes, muitos tipos diferentes de movimentos naturais têm

Ao projetar robôs para exploração espacial, engenheiros e desenvolvedores muitas vezes recorrem à natureza em busca de inspiração. De cobras a lagartas e até peixes, muitos tipos diferentes de movimentos naturais foram imitados pelos corpos de robôs espaciais. O mais recente desses chamados corpos robóticos biomiméticos vem do Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) em Gênova, Itália – e foi inspirado, de todos os animais, nas minhocas. Dado que as minhocas evoluíram para sobreviver numa variedade de tipos de solo diferentes, contorcendo-se frequentemente em espaços confinados, os seus corpos podem ser perfeitos para explorar planetas estrangeiros.

“Este robô pode ser um trampolim para explicar por que a abordagem bioinspirada é relevante no desenvolvimento de robôs melhores para servir ao propósito e com certeza inspirar o desenvolvimento de outros robôs”, Riddhi Das, pesquisador de pós-doutorado no IIT e primeiro autor do artigo. o artigo sobre minhocas na Nature Scientific Reports, diz Astronomy. “Nossa abordagem bioinspirada mostra que a compreensão cuidadosa da biomecânica interna ajuda na compreensão do organismo real e no desenvolvimento de um robô que funciona de forma semelhante a ele.”

O robô minhoca se enquadra no campo da “robótica suave”, onde engenheiros e desenvolvedores projetam robôs com corpos macios e flexíveis, geralmente compostos de silicone ou borracha.

“A robótica suave é adequada para diversas tarefas terrestres, especialmente para lidar com itens delicados ou flexíveis”, diz Meera Day Towler, engenheira de pesquisa sênior do Southwest Research Institute que estuda robótica suave. “Isso inclui tarefas como agricultura e manipulação de alimentos. Esses mesmos tipos de tarefas são úteis no espaço para ajudar a apoiar as operações a bordo de uma estação espacial.”

Os robôs flexíveis são valiosos porque podem esticar ou torcer suas estruturas flexíveis para caber ou navegar em espaços menores. No caso dos robôs minhocas de Das, eles poderiam até mesmo escavar o solo para evitar as duras condições de superfície encontradas em mundos próximos. No entanto, embora estes robôs ofereçam algumas vantagens únicas, eles também têm as suas limitações. Towler acrescentou que essas máquinas “não são inerentemente adequadas ao vácuo do espaço”. Este desafio obriga cientistas como Das a trabalhar em designs de carrocerias que tornem os robôs flexíveis mais resistentes ao vácuo e, portanto, mais versáteis para implantação.

Ao contrário da robótica suave, a “robótica dura” concentra-se em designs de corpos robóticos mais estruturados, feitos de materiais rígidos como plásticos ou metais, como rovers planetários. Desde braços robóticos até rodas, estes “robôs duros” podem ser projetados para transportar cargas pesadas de material planetário, como amostras de rochas, ou estar preparados para se moverem sobre terrenos rochosos ou irregulares.

De acordo com Martin Azkarate, Engenheiro de Sistemas de Navegação Robótica da Agência Espacial Europeia (ESA): “O subsistema de locomoção de um rover de exploração sempre dependerá do terreno de exploração alvo. Por exemplo, só vimos rovers com rodas em Marte porque este é o modo de locomoção mais eficiente para atravessar os vastos terrenos de Marte. Mas, por exemplo, ao explorar uma cratera lunar ou clarabóias lunares, outros tipos de locomoção poderiam ser considerados (andar, saltar ou robôs semelhantes a cobras).”

Por outras palavras, embora os robôs duros tenham claramente pontos fortes específicos, como a capacidade de suportar ambientes extremos e transportar cargas pesadas, falta-lhes a flexibilidade dos robôs leves.

Embora organizações espaciais como a NASA, a ESA e até empresas espaciais privadas como a SpaceX utilizem robôs macios e duros, Das e a sua equipa do IIT acreditavam que a chave para tornar o seu robô minhoca adequado para a exploração espacial estava no seu movimento.

“Tentei entender a importância de algumas características anatômicas da minhoca, seu papel na geração da locomoção subterrânea, e projetei um robô peristáltico macio inspirado nele”, diz Das. “A ideia surgiu da falta de robôs escavadores reais disponíveis até o momento.”

O peristaltismo é um tipo de movimento de compressão que os músculos fazem para impulsionar para frente. Esse movimento é encontrado no esôfago quando comemos, à medida que a comida passa da boca para o estômago por meio do peristaltismo.