Nova tecnologia inspirada em formigas transforma a navegação de robôs pequenos

São PauloPesquisadores da TU Delft desenvolveram uma nova maneira para pequenos robôs se orientarem, inspirada nas formigas. Os robôs utilizam pistas visuais e monitoram seus passos, similarmente às formigas. Este novo método é significativo porque pequenos robôs têm poder de processamento e vida útil de bateria limitados. O estudo foi publicado na Science Robotics em 17 de julho de 2024.

Aqui está o motivo pelo qual isso é importante:

• Reduz os requisitos de computação e memória.
• Permite que pequenos robôs naveguem de forma autônoma sem infraestrutura externa.
• Aplicações potenciais em inspeções industriais e agricultura.

Robôs pequenos, com peso entre algumas dezenas e algumas centenas de gramas, podem ser mais seguros e eficientes. Eles conseguem se mover por espaços reduzidos e apresentam menos risco ao colidir com pessoas. No entanto, devido ao seu tamanho, não conseguem carregar sensores pesados e com alta demanda de energia, como os dos robôs maiores. Ferramentas comuns de navegação, como GPS ou LiDAR, geralmente são muito grandes ou inadequadas para esses minúsculos robôs.

A equipe da TU Delft descobriu uma solução inspirada na natureza. As formigas se movem eficientemente usando uma espécie de sensor de movimento chamado odometria e uma memória visual simples. Esse método requer pouquíssimo poder de processamento, tornando-se ideal para pequenos robôs. Biólogos constataram que as formigas tiram "fotos rápidas" de seu entorno. Ao retornar para casa, elas comparam sua visão atual com essas imagens para encontrar o caminho de volta.

Pesquisadores testaram esse modelo em um drone de 56 gramas chamado "CrazyFlie". O drone utiliza uma câmera básica e um pequeno computador denominado microcontrolador para navegação. Diferente de sistemas mais complexos, ele consome apenas 0,65 kilobytes de dados a cada 100 metros percorridos. O drone tira fotos em distâncias pré-determinadas e emprega um processo chamado odometria para se mover entre esses pontos. Esse método permite que o drone viaje maiores distâncias utilizando pouquíssima energia e recursos computacionais.

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Dr. Tom van Dijk, principal autor do estudo, destacou que o robô é capaz de se mover eficazmente entre posições salvas. O crucial é manter essas posições espaçadas o suficiente para economizar memória, mas próximas o bastante para garantir que o robô consiga navegar bem.

O Professor Guido de Croon, um dos co-autores, explicou que este método não cria mapas 3D detalhados. Em vez disso, permite que o robô retorne ao ponto de partida. Isso é suficiente para tarefas como verificação de estoque em armazéns ou inspeção de culturas em estufas. O drone pode coletar dados e retornar para carregá-los, facilitando a tarefa sem a necessidade de processamento avançado.

Robôs minúsculos podem desempenhar diversas funções. Eles podem ser utilizados em grande quantidade para detectar pragas ou doenças nas plantações de forma precoce. Também podem verificar o estoque em armazéns ou buscar vazamentos de gás em fábricas. Por serem pequenos, movem-se facilmente em ambientes internos sem causar transtornos.

Esse novo método de navegação para robôs é essencial porque permite que pequenos robôs autônomos operem de forma eficiente em situações reais. Ele consome pouca energia de computação e memória, tornando-se uma opção útil e acessível para diversas aplicações.