Controle da força para tarefas mais delicadas é o maior desafio para o desenvolvimento de mãos robóticas
Um novo tipo de garra robótica desenvolvida por pesquisadores de Harvard e Yale promete acabar com os problemas atuais no controle de força e velocidade, tendo como principal inspiração o modo como as baratas se movem em superfícies irregulares.
Um dos grandes problemas para o desenvolvimento de braços e mãos robóticas ainda se concentra no controle da força para tarefas mais delicadas, como segurar um ovo, por exemplo, ou mesmo pegar um objeto rapidamente, como uma bola de tênis.
Uma parceria entre Robert Howe, chefe do Laboratório de Biorobótica de Harvard, e Aaron Dollar, professor de engenharia de Yale, buscou uma forma diferente para desenvolver o braço mecânico. "As pessoas tentam desenvolver mãos robóticas há 20 ou 30 anos, mas raramente elas são capazes de realizar tarefas delicadas", disse Howe ao site US News.
A mão humana, por exemplo, compensa a relação entre sua própria habilidade e força usando o tato como feedback - sentir o objeto antes de pegá-lo realimenta o cérebro, que regula a pressão dos músculos. No caso da mão humana, deixamos os dedos relaxados e vamos aplicando pressão até que ela seja suficiente. A realimentação é feita pelo tato e, em casos extremos, pela dor.
As garras robóticas convencionais costumam representar este processo "sentindo" os objetos com uma série de sensores ao longo das garras e uma bateria de cálculos (todos rápidos o bastante para parecerem instantâneos). Tudo isso as torna mais caras e os processos mais complexos e lentos. O que Howe e Dollar fizeram agora foi tentar trabalhar com um novo desenho mecânico e não novos processos computacionais.
Para fazer isso, a inspiração veio das pernas das baratas. Em uma pesquisa iniciada há alguns anos, um pesquisador de Berkley, Robert Full, queria descobrir como o cérebro tão pequeno das baratas permite que ela mova as pernas para que se adapte a superfícies irregulares. Se o cérebro das baratas pode fazer isso, os cálculos podem ser rapidamente realizados por computadores.
Mas a descoberta foi surpreendente: na verdade, quem faz o cálculo não é o cérebro da barata, e sim as próprias pernas, que têm uma estrutura em camadas superpostas (como se fossem telhas de barro em um telhado) presas por uma espécie de mola. Isso faz com que as pernas automaticamente se ajustem à superfície, sem que o cérebro precise intervir. Trocando em miúdos, a barata consegue fazer isso sem "pensar".
Analisando a mecânica das pernas dos insetos, Full imaginou pernas robóticas que simulavam este tipo de locomoção. Com base nisso, Howe e Dollar adaptaram esta pesquisa para desenvolver um novo tipo de mão mecânica. A mão foi criada com dedos simples, apenas com duas juntas, uma série de cabos e sensores para identificar o contato com objetos. Tudo isso resultou em um aperto mais suave e preciso, se adaptando a diferentes tipos de objetos e superfícies. O processamento é local, independente em cada um dos "dedos", e não em um "cérebro" central.
Agora os pesquisadores esperam desenvolver ainda mais as pesquisas para adaptação da nova garra a próteses e robôs domésticos.