As últimas novidades no campo da robótica fazem-nos crer que qualquer dia aquilo que vemos nos filmes de ficção científica, vai andar a passear ao nosso lado. Ainda não foi testado nenhum robot que fosse digno de figurar na saga do Star Wars, um Super Humanoide. Mas um conjunto de pequenos avanços leva-nos a pensar que quando forem todos compilados numa só criação, o mundo autenticamente tremerá…

Veja-se o exemplo do  MSRR, um “robot modular auto-configurável”. Um projecto da autoria de investigadores da Universidade de Cornell e da Universidade da Pensilvânia. Este sistema pode reconfigurar a sua forma física para atender a tarefas específicas, mesmo em ambientes anteriormente desconhecidos. Os detalhes do MSRR foram publicados na semana passada na Science Robotics.

Quando o MSRR é colocado num novo ambiente e recebe uma tarefa, como recolher lixo, mudar um objecto de sítio, etc, a primeira coisa que faz é mapear os arredores. Uma vez orientado, o sistema decide se uma transformação física é necessária para conseguir cumprir o seu objetivo. E as opções a partir daí são imensas,  como transformar-se em um robô parecido com uma cobra para subir um lance de escadas ou formar um braço alongado para alcançar um corredor estreito.

Veja-se esta experiência com um robot similar:

O sistema é composto por vários módulos móveis. Cada módulo pode, por ser autónomo, separar-se da estrutura maior, reconfigurando-se para se voltar a acoplar na superestrutura de forma a reorganizar as suas valências. Desta forma, ao deslocar as partes do seu corpo, o MSRR pode alterar tanto a sua função, como a sua capacidade de locomoção e naturalmente a forma. O hardware modular é controlado e coordenado pelo “cérebro” central do sistema.

Muda, transforma-se e adapta-se!

“Duas importantes aplicações futuras são a busca e resgate ou desmantelamento de bombas”, explicou recentemente Jonathan Daudelin da Cornell University numa entrevista. Daudelin é também o principal investigador deste estudo sobre o MSRR. “Ambas as áreas envolvem condições ambientais amplamente variáveis ​​e desconhecidas que são adequadas para as capacidades adaptativas dos robôs modulares. Além disso, danos sofridos por robôs modulares podem ser reparados mais facilmente, simplesmente substituindo os módulos danificados em vez do robô inteiro.”

O sistema de navegação do MSRR é equipado com várias ferramentas de percepção. Cada módulo destacável possui uma câmera 3D que pode medir a distância de cada pixel na imagem adquirida. Além disso também está equipado com um pequeno computador que processa os dados e controla os movimentos gerais do robot. Usando os dados da câmera o MSRR cria um mapa em 3D do ambiente, permitindo-lhe rastrear os objectivos. 

Este sistema também contém uma biblioteca com as eventuais configurações e ações possíveis. Para a experiência de apresentação, a “biblioteca digital” compreende quatro predefinições: Car, Scorpion, Snake e Proboscis. Um paper sobre este robot pode ser consultado aqui

Mas há mais novidades do tamanho do MSRR…

Robots inteligentes e cada vez mais pequenos, vão sendo tornados públicos por diversos laboratórios de engenharia robótica… Enquanto o detentor do recorde humano para a resolução do Rubik já conseguiu resolver este quebra-cabeças em apenas 4.22 segundos, o robô de resolução do cubo mais rápido até ao momento, configura o caminho para a sua resolução em pouco mais de meio segundo. Pode demorar mecanicamente mais alguns segundos, mas já tem a solução no seu CPU.

A estes robots pequenos ainda lhes falta a agilidade artificial, mas passos no sentido de agilizar esses procedimentos são dados diariamente. E depois alguns saltos tecnológicos, motivam outros… É uma questão de tempo.

A precisão dos actuais robots pode ser assustadora. Veja-se a experiência do Laboratório Ishikawa Senoo, da Universidade de Tóquio, em que os investigadores recorreram a uma câmera de alta-velocidade para registar o impossível: um braço robotizado consegue apanhar algo tão delicado como um ovo, em queda, sem o partir…

A experiência é notável pois não só combina uma velocidade de reacção com também uma absoluta precisão.

Modulares, reconfiguráveis, inteligentes e… com pele???

Poder reconfigurar os seus módulos é bom. Mas melhor que isso é poder ter uma pele que ainda transforme os robots em algo mais versátil. 

À procura de uma solução para uma pele versátil andam os investigadores da Universidade de Yale, num projecto a que chamam OmniSkins, e cujo objectivo é transformar objetos comuns em robôs multifuncionais.

A ideia teve como investigadora principal a Professora Assistente Rebecca Kramer-Bottiglio que coordenou um grupo de colegas da Universidade. 

O sistema OmniSkins caracteriza-se pela sua extrema versatilidade – é um sistema com um propósito geral de “não ter” nenhuma tarefa específica em mente. A OmniSkins permite que objetos inanimados se movam, fornece um impulso extra para robots ou animais em necessidade. Com o apuramento do conceito, pensa-se que no futuro se poderá permitir a locomoção de objetos do cotidiano que não foram feitos para isso, mas também melhorar os “wearables” (como os Apple Watches e afins).

Aquilo que possa parecer até um projecto “estranho” e que não terá utilidade futura, é de facto muito mais do que parece… No relatório sobre o projeto OmniSkins que foi publicado na Science Robotics, descobrimos que o principal financiador foi a própria NASA.

E pele para ser usada em Marte!

O conceito da OmniSkins é muito semelhante ao da Electronic Skin desenvolvida por Takao Someya, Professor da Universidade de Tóquio e que se pretende que venha a ter aplicação em robots e humanos.

E é semelhante porque a NASA tem um projecto de construção de um “rover macio”, feito em forma de bola capaz de rolar e saltar sobre o terreno difícil do Planeta Vermelho. No caso específico da OmniSkins a sua concepção é à base de folhas elásticas com sensores e “actuadores”. As folhas flexíveis podem ser enroladas ou afixadas a uma superfície macia e maleável, tal como um animal empalhado ou um tubo de espuma ou a “bola de Marte”. 

Outra das alternativas à pele robótica, mas que pode ser utilizada de forma complementar é a utilização dos Soft Robots, que podem funcionar com meios de locomoção tão diferentes como por exemplo como um polvo:

Juntemos estas experiências a dois critérios:

E o primeiro critério é de ser pequeno. Será possível reduzir os componentes destes robots a uma escala tão pequena, que permita que multiplas criações possam fazer parte de um mesmo projecto? É que se assim for, estamos de facto muito perto de criar um super-robot!

Para responder a esta pergunta, apoiamos-nos nos investigadores do MIT, que anunciaram recentemente que podem encolher objectos até à nano-escala.

Cientistas do MIT anunciaram que podem encolher objetos para a nanoescala. A dia 18 de Dezembro os cientistas do MIT anunciaram que conseguiram reproduzir objectos à nano-escala de forma rápida, num processo a que chamaram de fabricação de implosão. E surpreendentemente tudo começa com poliacrilato – o polímero super-absorvente normalmente encontrado em fraldas para bebés.

Neste processo, o primeiro passo é o de adicionar uma solução líquida a um pedaço de poliacrilato, fazendo com que ele inche. Em seguida, a equipe usou lasers para ligar moléculas de fluoresceína ao poliacrilato num padrão de sua escolha. Essas moléculas agem como pontos de ancoragem para qualquer material que os pesquisadores quisessem encolher para a nanoescala, explica Edward Boyden do MIT: “Poderá ser um ponto quântico, poderá ser um pedaço de DNA, ou poderá ser uma nanopartícula de ouro.”

No último passo os investigadores desidratam o suporte de poliacrilato, usando um ácido. Isso faz com que o material anexado ao poliacrilato encolha até uma escala semelhante a um milésimo de seu tamanho original. Os resultados deste estudo foram publicados no site do MIT-Massachusetts Institute of Technology.

E se pequeno é bom, então pequeno e muito inteligente é melhor. Se nos lembrarmos por exemplo da Inteligência Artificial do Google, o AlphaZero, que dominou em apenas 4 horas todo o conhecimento do xadrez na história, então ficamos com a certeza de que o Super-Robot Super Humanoide é mesmo possível…

Desempenho sobre-humano

Segundo os investigadores do Google, o “desempenho sobre-humano” do AlphaZero foi estrondoso… Após as quatro horas de estudo arrasou no xadrez, o campeão mundial  Stockfish. Basicamente o AlphaZero demorou o mesmo tempo necessário para fazer uma viagem de carro entre Nova York e Washington DC, para estudar toda a história do xadrez. E depois é só não cometer erros.

O AlphaZero nunca perdeu contra Stockfish: Em 100 jogos contra o Stockfish, AlphaZero venceu 25 jogos jogando com as brancas (sendo que as brancas têm a iniciativa), e ganhou três jogos com as pretas. O resto foram empates, com Stockfish sem vitórias e AlphaZero sem perdas.

A genialidade do AlphaZero pode ser vista no seguinte vídeo, aliás com sacrifícios “inumanos” feitos pelo AlphaZero, mas com consequências maquiavélicas…

***Aceite a sugestão do Bit2Geek e leia Como funciona o Rover Mars 2020? O que vai procurar em Marte?