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← Robôs de origami que se remodelam e se transformam

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Showing Revision 17 created 07/20/2019 by Leonardo Silva.

  1. Como especialista em robótica,
    me fazem muitas perguntas.
  2. "Quando os robôs começarão
    a me servir café da manhã?"
  3. Eu achava que o futuro da robótica
    seria mais parecido conosco.
  4. Achava que eles se pareceriam comigo.
  5. Construí olhos que simulariam os meus.
  6. Construí dedos habilidosos
    o bastante para me lançar...
  7. bolas de beisebol.
  8. Robôs clássicos como este

  9. são construídos e se tornam funcionais
  10. com base no número fixo
    de articulações e acionadores.
  11. Isso significa que a funcionalidade
    e a forma deles já estão fixas
  12. no momento de sua concepção.
  13. Mesmo que este braço
    tenha um arremesso muito bom...
  14. ele até atingiu o tripé no final...
  15. não serve para preparar sozinho
    o café da manhã para nós.
  16. Não é muito adequado para ovos mexidos.
  17. Foi quando me ocorreu uma nova
    visão da robótica do futuro:

  18. os robôs que se transformam.
  19. Eles dirigem, correm, voam,
  20. tudo dependendo do novo ambiente
    e da tarefa iminente em constante mudança.
  21. Para tornar isso uma realidade,
  22. precisamos realmente repensar
    a forma como os robôs são projetados.
  23. Imaginem um módulo robótico
    em forma de polígono,
  24. que usa essa forma de polígono simples
  25. para reconstruir várias formas diferentes
  26. para criar uma nova forma de robô
    para tarefas diferentes.
  27. Em CG, computação gráfica,
    não é nenhuma novidade.
  28. Tem sido feito há algum tempo,
    e assim a maioria dos filmes é feita.
  29. Mas se estamos tentando criar um robô
    que está se movendo fisicamente,
  30. é uma história completamente nova.
  31. É um paradigma completamente novo.
  32. Mas todos vocês já fizeram isso.

  33. Quem já não fez um avião,
    um barco ou um cisne de papel?
  34. O origami é uma plataforma
    versátil para designers.
  35. A partir de uma única folha de papel,
    podemos criar várias formas
  36. e, se não gostarmos, desdobramos
    e voltamos a dobrar novamente.
  37. Qualquer forma 3D pode ser criada
    a partir de superfícies 2D por dobradura,
  38. e isso é comprovado matematicamente.
  39. Imaginem se tivéssemos
    uma folha inteligente
  40. que pudesse se autodobrar
    em qualquer forma que quisesse,
  41. a qualquer momento.
  42. É nisso que venho trabalhando.
  43. Chamo isso de origami robótico,
  44. "robogami".
  45. Esta é nossa primeira
    transformação de robogami,

  46. que criei há cerca de dez anos.
  47. A partir de um robô de folha lisa,
  48. ele se transforma numa pirâmide
    e volta para uma folha lisa
  49. e para um ônibus espacial.
  50. Muito fofo.
  51. Dez anos depois, com meu grupo ninja
    de pesquisadores de robótica de origami,

  52. cerca de 22 deles neste momento,
  53. temos uma nova geração de robogamis,
  54. que são um pouco mais eficazes
    e fazem mais do que isso.
  55. Essa nova geração, na verdade,
    serve a um propósito.
  56. Por exemplo, este robô navega
    por terrenos diferentes de forma autônoma.
  57. Quando é uma terra
    seca e plana, ele rasteja.
  58. E se, de repente, encontrar
    um terreno acidentado,
  59. ele começa a rolar.
  60. Ele faz isso, é o mesmo robô,
  61. mas, dependendo do terreno que encontrar,
  62. ele ativa uma sequência diferente
    de acionadores que estão a bordo.
  63. Quando encontra um obstáculo,
    salta sobre ele.
  64. Isso é feito pelo armazenamento
    de energia em cada uma de suas pernas
  65. e pela liberação e pelo arremesso
    dessa energia como um estilingue.
  66. E ele até faz ginástica.
  67. Viva.
  68. (Risos)

  69. Só mostrei a vocês o que um único
    robogami pode fazer.

  70. Imaginem o que eles
    podem fazer como um grupo.
  71. Podem unir forças para lidar
    com tarefas mais complexas.
  72. Cada módulo, ativo ou passivo,
  73. pode ser montado
    para criar formas diferentes.
  74. Além disso, pelo controle
    das articulações dobráveis,
  75. conseguimos criar e atacar
    tarefas diferentes.
  76. A forma está criando
    um novo espaço para tarefas.
  77. Desta vez, o mais importante é a montagem.
  78. Eles precisam se encontrar
    de modo autônomo em um espaço diferente,
  79. encaixar e desencaixar,
    dependendo do ambiente e da tarefa.
  80. E podemos fazer isso agora.
  81. Então, o que vem depois?

  82. Nossa imaginação.
  83. Esta é uma simulação
    do que podemos conseguir

  84. com este tipo de módulo.
  85. Decidimos que iríamos ter
    um rastreador de quatro pernas,
  86. transformá-lo num cachorrinho
    e criar pequenos modos de andar.
  87. Com o mesmo módulo, podemos,
    na verdade, fazer outra coisa:
  88. um manipulador, uma tarefa
    robótica clássica e típica.
  89. Com um manipulador,
    ele pode pegar um objeto.
  90. Claro, podemos incluir mais módulos
    para alongar as pernas do manipulador
  91. para atacar ou pegar objetos
    maiores ou menores,
  92. ou até mesmo ter um terceiro braço.
  93. Para os robogamis,
    não há tarefa nem forma fixa.
  94. Eles podem se transformar
    em qualquer coisa, em qualquer lugar,
  95. a qualquer momento.
  96. Então, como os criamos?

  97. O maior desafio técnico do robogami
    é mantê-lo superfino,
  98. flexível,
  99. mas ainda assim funcional.
  100. Eles são compostos de múltiplas
    camadas de circuitos, motores,
  101. microcontroladores e sensores,
  102. tudo no corpo único,
  103. e, quando controlarmos articulações
    individuais dobráveis,
  104. conseguiremos alcançar
    movimentos suaves como este
  105. ao nosso comando.
  106. Em vez de ser um único robô feito
    especificamente para uma única tarefa,
  107. os robogamis são otimizados
    para realizar várias tarefas.
  108. Isso é muito importante
  109. para os ambientes difíceis
    e únicos na Terra,
  110. bem como no espaço.
  111. O espaço é um ambiente
    perfeito para robogamis.

  112. Não podemos nos dar ao luxo
    de ter um robô para uma tarefa.
  113. Quem sabe quantas tarefas
    encontraremos no espaço?
  114. Queremos uma plataforma robótica única
  115. que possa se transformar
    para executar várias tarefas.
  116. Queremos uma plataforma
    de módulos robóticos finos
  117. que possa se transformar
    para executar várias tarefas.
  118. Não aceitem o que digo sem verificar,
  119. porque a Agência Espacial Europeia
    e o Swiss Space Center
  120. estão patrocinando esse exato conceito.
  121. Aqui vemos algumas imagens
    de reconfiguração de robogamis,

  122. explorando a terra estrangeira
    acima do solo, na superfície,
  123. bem como escavando a superfície.
  124. Não é apenas exploração.
  125. Os astronautas precisam de ajuda adicional,
  126. porque também não podemos nos dar
    ao luxo de levar estagiários para lá.
  127. (Risos)

  128. Os robogamis têm que fazer
    todas as tarefas tediosas.

  129. Eles podem ser simples,
  130. mas são superinterativos.
  131. Precisamos de robôs para facilitar
    os experimentos dos astronautas,
  132. ajudá-los com as comunicações
  133. e simplesmente acoplar-se em superfícies
  134. para serem o terceiro braço deles
    que segura ferramentas diferentes.
  135. Mas, como eles poderão controlar
    os robogamis, por exemplo,
  136. fora da estação espacial?
  137. Neste caso, mostro um robogami
    que contém detritos espaciais.
  138. Pode-se trabalhar com a visão
    para que se consiga controlá-los,
  139. mas seria melhor ter a sensação de toque
  140. transportada diretamente
    para as mãos dos astronautas.
  141. Precisamos de um dispositivo tátil,
  142. de uma interface tátil
    que recrie a sensação de toque.
  143. Usando robogamis, conseguimos fazer isso.
  144. Esta é a menor interface tátil do mundo,

  145. capaz de recriar uma sensação de toque
    logo abaixo da ponta do dedo.
  146. Fazemos isso movendo o robogami
  147. com movimentos microscópicos
    e macroscópicos no palco.
  148. Assim, não só conseguiremos sentir
  149. o tamanho do objeto,
  150. o contorno e as linhas,
  151. mas também a rigidez e a textura.
  152. Alex tem essa interface
    logo abaixo do polegar,
  153. e se ele fosse usar isso com óculos
    de realidade virtual e controles manuais,
  154. agora a realidade virtual
    não é mais virtual.
  155. Torna-se uma realidade tangível.
  156. As bolas azul, vermelha e preta
    que ele está examinando
  157. não são mais diferenciadas por cores.
  158. Agora é uma bola azul de borracha,
  159. uma bola vermelha de esponja
    e uma bola preta de bilhar.
  160. Isso agora é possível.
  161. Deixem-me mostrar a vocês.
  162. Esta é realmente a primeira vez
    em que isto é mostrado ao vivo,

  163. diante de uma grande plateia.
  164. Então, espero que isto funcione.
  165. Vemos aqui um atlas de anatomia
  166. e a interface tátil do robogami.
  167. Como todos os outros
    robôs reconfiguráveis,
  168. ela é multitarefa.
  169. Não só vai servir como um mouse,
  170. mas também como uma interface tátil.
  171. Por exemplo, temos um fundo branco
    onde não há objeto.

  172. Isso significa que não há nada a sentir.
  173. Portanto, podemos ter
    uma interface muito flexível.
  174. Uso isto como um mouse
    para me aproximar da pele,
  175. um braço musculoso.
  176. Agora vamos sentir os bíceps
  177. ou os ombros dele.
  178. Vemos o quanto ele fica mais duro.
  179. Vamos explorar ainda mais.
  180. Vamos nos aproximar da caixa torácica.
  181. Assim que me movo
    para cima da caixa torácica
  182. e entre os músculos intercostais,
  183. que é mais suave e mais dura,
  184. posso sentir a diferença da rigidez.
  185. Acreditem em mim.
  186. Agora vemos que é muito mais dura
    em termos da força contrária
  187. que sinto na ponta do meu dedo.
  188. Mostrei a vocês as superfícies
    que não estão se movendo.

  189. Que tal se eu me aproximasse
    de algo que se move,
  190. como, por exemplo, um coração pulsante?
  191. O que eu sentiria?
  192. (Aplausos)

  193. Este pode ser nosso coração pulsante.

  194. Isto pode realmente estar dentro do bolso
  195. enquanto estamos fazendo compras on-line.
  196. Agora conseguiremos sentir a diferença
    do suéter que estamos comprando,
  197. o quanto ele é macio,
  198. se é, na verdade, caxemira ou não,
  199. ou o pãozinho que estamos
    tentando comprar,
  200. o quanto é duro ou crocante.
  201. Isso agora é possível.
  202. A tecnologia robótica está avançando
    para ser mais personalizada e adaptável,

  203. para se adaptar às nossas
    necessidades diárias.
  204. Essa espécie única
    de robótica reconfigurável
  205. é, na verdade, a plataforma para fornecer
    essa interface invisível e intuitiva
  206. para atender às nossas
    necessidades exatas.
  207. Esses robôs não se parecerão mais
    com os personagens dos filmes.
  208. Em vez disso, eles serão
    o que quisermos que sejam.
  209. Obrigada.

  210. (Aplausos)