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Na Lua, existem matérias-primas que a humanidade poderá um dia extrair e usar. Várias agências espaciais, como a Agência Espacial Européia (ESA), já estão planejando missões para explorar melhor o satélite da Terra e encontrar minerais. Isso exige veículos de exploração apropriados. Pesquisadores suíços liderados pela ETH Zurich estão agora perseguindo a ideia de enviar não apenas um rover solitário em uma viagem de exploração, mas sim uma equipe inteira de veículos e dispositivos voadores que se complementam.
Os pesquisadores equiparam três ANYmal – um tipo de robô com pernas desenvolvido na ETH – com uma variedade de instrumentos de medição e análise que potencialmente os tornariam dispositivos de exploração adequados no futuro. Eles testaram esses robôs em vários terrenos na Suíça e no European Space Resources Innovation Centre (ESRIC) em Luxemburgo, onde, há alguns meses, a equipe suíça venceu uma competição europeia de robôs de exploração lunar junto com colegas da Alemanha. A competição envolvia encontrar e identificar minerais em um local de teste modelado a partir da superfície da Lua. Na última edição da revista Ciência Robóticaos cientistas descrevem como exploram um terreno desconhecido usando uma equipe de robôs.
Seguro contra falha
“Usar vários robôs tem duas vantagens”, explica Philip Arm, aluno de doutorado do grupo liderado pelo professor da ETH, Marco Hutter. “Os robôs individuais podem assumir tarefas especializadas e executá-las simultaneamente. Além disso, graças à sua redundância, uma equipe de robôs é capaz de compensar a falha de um colega de equipe.” A redundância neste caso significa que equipamentos de medição importantes são instalados em vários robôs. Em outras palavras, redundância e especialização são objetivos opostos. “Obter os benefícios de ambos é uma questão de encontrar o equilíbrio certo”, diz Arm.
Os pesquisadores da ETH Zurich e das Universidades de Basel, Berna e Zurique resolveram esse problema equipando dois dos robôs com pernas como especialistas. Um robô foi programado para ser particularmente bom em mapear o terreno e classificar a geologia. Ele usou um scanner a laser e várias câmeras – algumas delas capazes de análise espectral – para reunir pistas iniciais sobre a composição mineral da rocha. O outro robô especialista foi ensinado a identificar rochas com precisão usando um espectrômetro Raman e uma câmera de microscopia.
O terceiro robô era generalista: era capaz de mapear o terreno e identificar rochas, o que significava que tinha uma gama de tarefas mais ampla do que os especialistas. No entanto, seu equipamento significava que poderia realizar essas tarefas com menos precisão. “Isso torna possível completar a missão caso algum dos robôs funcione mal”, diz Arm.
Combinação é a chave
No ESRIC e no ESA Space Resources Challenge, o júri ficou particularmente impressionado com o fato de os pesquisadores terem construído redundância em seu sistema de exploração para torná-lo resiliente a possíveis falhas. Como prêmio, os cientistas suíços e seus colegas do Centro de Pesquisa FZI para Tecnologia da Informação em Karlsruhe receberam um contrato de pesquisa de um ano para desenvolver ainda mais essa tecnologia. Além de robôs com pernas, este trabalho também envolverá robôs com rodas, aproveitando a experiência dos pesquisadores da FZI com esses robôs.
“Robôs com pernas como o nosso ANYmal lidam bem com terrenos rochosos e íngremes, por exemplo, quando se trata de descer em uma cratera”, explica Hendrik Kolvenbach, cientista sênior do grupo do professor Hutter. Robôs com rodas estão em desvantagem nesses tipos de condições, mas podem se mover mais rápido em terrenos menos desafiadores. Para uma missão futura, portanto, faria sentido combinar robôs que diferem em termos de modo de locomoção. Robôs voadores também podem ser adicionados à equipe.
Os pesquisadores também planejam tornar os robôs mais autônomos. Atualmente, todos os dados dos robôs fluem para um centro de controle, onde um operador atribui tarefas aos robôs individuais. No futuro, os robôs semiautônomos poderão atribuir diretamente determinadas tarefas uns aos outros, com opções de controle e intervenção para o operador.
Vídeo: https://youtu.be/bqwbQzVrzkQ
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