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Nov 13, 2023

Nova mão robótica funciona pela sensação, não pela visão

Esses sensores simples permitem que um robô funcione apenas pelo toque, permitindo-lhe manipular objetos, desde uma lata de sopa até um pato de borracha. Muitos robôs rastreiam objetos pela “visão” enquanto trabalham com eles, mas por meio óptico.

Esses sensores simples permitem que um robô funcione apenas pelo toque, permitindo-lhe manipular objetos, desde uma lata de sopa até um pato de borracha.

Muitos robôs rastreiam objetos pela “visão” enquanto trabalham com eles, mas os sensores ópticos não conseguem captar a forma completa de um item quando ele está no escuro ou parcialmente bloqueado. Agora, uma nova técnica de baixo custo permite que uma mão robótica “sinta” a forma de um objeto desconhecido – e manuseie-o habilmente com base apenas nesta informação.

Da Universidade da Califórnia, em San Diego, o roboticista Xiaolong Wang e sua equipe queriam descobrir se a coordenação complexa poderia ser alcançada na robótica usando apenas dados de toque simples. Os pesquisadores anexaram 16 sensores de contato, cada um custando cerca de US$ 12, na palma e nos dedos de uma mão robótica de quatro dedos. Esses sensores simplesmente indicam se um objeto está tocando a mão ou não. “Embora um sensor não capte muita coisa, muitos deles podem ajudar a capturar diferentes aspectos do objeto”, diz Wang. Nesse caso, a tarefa do robô era girar os itens colocados na palma da mão.

Os pesquisadores primeiro executaram simulações para coletar um grande volume de dados de toque enquanto uma mão robótica virtual praticava objetos giratórios, incluindo bolas, cubóides irregulares e cilindros. Usando informações binárias de contato (“toque” ou “sem toque”) de cada sensor, a equipe construiu um modelo de computador que determina a posição de um objeto em cada etapa do processo de manuseio e move os dedos para girá-lo de maneira suave e estável.

Em seguida, transferiram esta capacidade para operar uma mão robótica real, que manipulou com sucesso objetos anteriormente não encontrados, como maçãs, tomates, latas de sopa e patos de borracha. Transferir o modelo de computador para o mundo real foi relativamente fácil porque os dados binários do sensor eram muito simples; o modelo não dependia de física simulada com precisão ou de medições exatas. “Isso é importante porque modelar sensores táteis de alta resolução em simulação ainda é um problema em aberto”, diz Lerrel Pinto, da Universidade de Nova York, que estuda as interações dos robôs com o mundo real.

Investigando o que a mão do robô percebe, Wang e seus colegas descobriram que ela pode recriar toda a forma do objeto a partir de dados de toque, informando suas ações. “Isso mostra que há informações suficientes provenientes do toque que permitem reconstruir a forma do objeto”, diz Wang. Ele e sua equipe devem apresentar seu trabalho em julho em uma conferência internacional chamada Robotics: Science and Systems.

Pinto questiona se o sistema falharia em tarefas mais complexas. “Durante nossos experimentos com sensores táteis”, diz ele, “descobrimos que tarefas como desempilhar copos e abrir uma tampa de garrafa eram significativamente mais difíceis – e talvez mais úteis – do que girar objetos”.

O grupo de Wang pretende abordar movimentos mais complexos em trabalhos futuros, bem como adicionar sensores em locais como as laterais dos dedos. Os pesquisadores também tentarão adicionar visão para complementar os dados de toque para lidar com formas complicadas.

Este artigo foi publicado originalmente com o título "Sight Unseen" na Scientific American 329, 1, 12 (julho de 2023)

doi:10.1038/scientificamerican0723-12

Ananya é jornalista e tradutor freelancer baseado na Índia. Ela cobre tecnologia, meio ambiente e ciências marinhas. Siga-a no Twitter @punarpuli

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