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← Robôs origami que se reestruturam e transformam

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Showing Revision 13 created 11/08/2019 by Margarida Ferreira.

  1. Como engenheira de robótica,
    fazem-me muitas perguntas.
  2. "Quando me vão servir o pequeno almoço?"
  3. Eu pensava que o futuro da robótica
    seria mais parecido connosco.
  4. Pensava que os robôs
    seriam parecidos comigo
  5. por isso construí olhos
    que simulavam os meus.
  6. Construí dedos hábeis para me servir
  7. bolas de beisebol.
  8. Robôs clássicos como este

  9. constroem-se e funcionam
  10. com base num número fixo
    de juntas e atuadores.
  11. O que significa que a sua funcionalidade
    e forma já estão fixos
  12. no momento da sua conceção.
  13. Apesar de este braço
    ter um ótimo serviço
  14. — até atingiu o tripé no final —
  15. não foi feito para nos
    cozinhar o pequeno almoço.
  16. Não é adequado para fazer ovos mexidos.
  17. Foi então que tive uma nova visão
    da robótica do futuro:

  18. os "transformers".
  19. Eles conduzem, correm, voam,
  20. dependendo do novo ambiente
    em constante alteração
  21. e da tarefa em questão.
  22. Para tornar isto realidade,
  23. temos de repensar
    como são construídos os robôs.
  24. Imaginem um módulo robótico
    em forma de polígono
  25. e imaginem utilizar
    essa forma de polígono
  26. para reconstruir
    várias formas diferentes
  27. e criar uma nova forma de robô
    para diferentes tarefas.
  28. Em computação gráfica, não é novidade.
  29. Já se faz há algum tempo, e a maioria
    dos filmes são feitos dessa forma.
  30. Mas, se estamos a tentar fazer um robô
    que se move fisicamente,
  31. é completamente diferente.
  32. É um paradigma completamente novo.
  33. Mas já todos fizeram isto.

  34. Quem já não fez um avião,
    um barco ou um pássaro de papel?
  35. O origami é uma plataforma versátil
    para os construtores.
  36. Com uma só folha de papel,
    podemos fazer várias formas
  37. e, se não gostarmos, desdobramos
    e voltamos a dobrar.
  38. É possível fazer qualquer forma 3D
    ao dobrar superfícies 2D,
  39. e isto prova-se de forma matemática.
  40. Imaginem que têm uma folha inteligente
  41. que se dobra sozinha em qualquer forma,
  42. em qualquer momento.
  43. É nisso que tenho estado a trabalhar.
  44. Chamo-lhe origami robótico,
  45. "robogami".
  46. Esta é a nossa primeira
    transformação "robogami"

  47. feita por mim há cerca de 10 anos.
  48. De um robô de folha plana,
  49. transforma-se numa pirâmide
    e novamente numa folha plana
  50. e depois numa nave espacial.
  51. Muito querido.
  52. Dez anos mais tarde, com o meu grupo
    de engenheiros robóticos ninjas

  53. — cerca de 22 agora —
  54. temos uma nova geração de "robogamis"
  55. que são um pouco mais eficazes
    e fazem mais do que isso.
  56. A nova geração de "robogamis"
    tem um objetivo.
  57. Por exemplo, este navega de forma
    autónoma através de diferentes terrenos.
  58. Quando o terreno é seco e plano, rasteja.
  59. E, se encontrar terreno acidentado,
    começa a rolar.
  60. Faz isto — é o mesmo robô —
  61. mas dependendo do terreno em que está
  62. ativa uma sequência
    diferente de atuadores.
  63. Quando encontra um obstáculo,
    salta por cima dele.
  64. Faz isto ao armazenar energia
    em cada uma das suas pernas
  65. e ao libertá-la e catapultá-la
    como uma fisga.
  66. Até faz ginástica.
  67. Boa.
  68. (Risos)

  69. Acabei de vos mostrar
    o que um só "robogami" pode fazer.

  70. Imaginem o que podem fazer em grupo.
  71. Podem juntar forças para lidar
    com tarefas mais complexas.
  72. Cada módulo, ativo ou passivo,
  73. pode ser montado
    para criar diferentes formas.
  74. Para além disso, ao controlar
    as juntas dobradiças,
  75. conseguimos criar e enfrentar
    diferentes tarefas.
  76. A forma está a criar
    um novo espaço de tarefa.
  77. E desta vez, o mais importante
    é a montagem.
  78. Precisam de se encontrar
    uns aos outros num espaço diferente,
  79. anexar ou separar-se,
    conforme o ambiente e a tarefa.
  80. E podemos fazer isto agora.
  81. O que vem a seguir?

  82. A nossa imaginação.
  83. Isto é uma simulação
    do que podemos alcançar

  84. com este tipo de módulo.
  85. Decidimos que iríamos ter
    um rastejante de quatro pernas
  86. que se iria transformar num cão
    e dar pequenos passos.
  87. Com o mesmo módulo, podemos
    transformá-lo em algo diferente:
  88. um manipulador,
    uma tarefa robótica típica e clássica.
  89. Com um manipulador,
    ele pode pegar num objeto.
  90. Claro que são necessários mais módulos
    para aumentar o comprimento das pernas,
  91. para atacar ou pegar em objetos
    grandes ou pequenos,
  92. ou até para ter um terceiro braço.
  93. Para os "robogamis" não existe
    uma tarefa ou forma fixa.
  94. Eles podem transformar-se em qualquer
    coisa, em qualquer lado, a qualquer hora.
  95. Então, como os construímos?

  96. O maior desafio técnico dos "robogamis"
    é mantê-los superfinos
  97. e flexíveis
  98. mantendo-se funcionais.
  99. São compostos por várias camadas
    de circuitos, motores,
  100. microcontroladores e sensores,
  101. tudo num único corpo.
  102. Quando controlamos
    juntas dobradiças individuais,
  103. somos capazes de realizar
    movimentos suaves como este
  104. ao nosso comando.
  105. Em vez de ser um único robô
    feito especificamente para uma tarefa,
  106. os "robogamis" são otimizados
    para efetuar várias tarefas.
  107. E isto é muito importante
  108. para o ambiente único e difícil
    do planeta Terra
  109. assim como do espaço.
  110. O espaço é o ambiente perfeito
    para os "robogamis".

  111. Não podemos dar-nos ao luxo
    de ter um robô para cada tarefa.
  112. Quem sabe quantas tarefas
    encontraremos no espaço?
  113. Precisamos de uma plataforma robótica
    que se transforme e cumpra várias tarefas.
  114. Precisamos de um baralho
    de módulos finos de "robogami"
  115. que se transformem
    e façam múltiplas tarefas.
  116. Não se limitem a acreditar em mim,
  117. porque a Agência Espacial Europeia
    e o Centro Espacial Suíço
  118. estão a patrocinar este preciso conceito.
  119. Aqui podem ver duas imagens
    de reconfiguração de "robogamis"

  120. a explorar terreno desconhecido
    acima do solo, na superfície,
  121. assim como a escavar a superfície.
  122. Não é apenas exploração.
  123. Para os astronautas,
    é uma ajuda adicional,
  124. porque não podem levar
    estagiários lá para cima.
  125. (Risos)

  126. Eles têm de fazer
    todas as tarefas aborrecidas.

  127. Podem ser simples,
  128. mas super interativas.
  129. Precisamos de robôs
    para facilitar as experiências,
  130. auxiliar com as comunicações
  131. e até posicionar-se
    como um terceiro braço
  132. para segurar diferentes ferramentas.
  133. Mas como conseguirão controlar
    os "robogamis", por exemplo
  134. fora da estação espacial?
  135. Neste caso, mostro-vos um "robogami"
    que está a segurar em detritos espaciais.
  136. Podemos trabalhar com a visão
    para os controlar,
  137. mas seria muito melhor
    ter a sensação do toque
  138. transportada diretamente
    para as mãos dos astronautas.
  139. Precisamos de um dispositivo háptico,
  140. uma interface háptica
    que recrie a sensação de toque.
  141. Ao usar "robogamis", podemos fazê-lo.
  142. Esta é a interface háptica
    mais pequena do mundo

  143. que consegue recriar a sensação de toque
    debaixo dos nossos dedos.
  144. Fazemos isto ao mover o "robogami"
  145. com movimentos microscópicos
    e macroscópicos no dispositivo.
  146. Não seremos apenas capazes de sentir
  147. o tamanho dos objetos,
  148. a redondeza das linhas,
  149. mas também a rigidez e a textura.
  150. O Alex tem esta interface
    debaixo do polegar.
  151. Se a utilizarmos com óculos
    e controladores VR,
  152. a realidade virtual deixa de ser virtual.
  153. Torna-se numa realidade tangível.
  154. As bolas azul, vermelha e preta
    para as quais ele está a olhar
  155. já não se diferenciam por cores.
  156. Agora são uma bola de borracha azul,
  157. uma bola de esponja vermelha
    e uma bola de bilhar preta.
  158. Isto já é possível.
  159. Vou mostrar-vos.
  160. Esta é a primeira demonstração ao vivo,

  161. perante uma grande audiência,
  162. por isso espero que funcione.
  163. O que estão a ver
    é um atlas de anatomia
  164. e a interface háptica "robogami".
  165. Tal como todos os outros
    robôs reconfiguráveis
  166. realiza várias tarefas.
  167. Não serve apenas como rato,
  168. mas também como interface háptica.
  169. Por exemplo, no espaço branco
    não há nenhum objeto.

  170. O que significa
    que não há nada para sentir,
  171. então a interface é muito flexível.
  172. Agora, vou utilizar isto como um rato
    para me aproximar da pele,
  173. como um braço muscular,
  174. para sentir os seus bíceps,
  175. ou os ombros.
  176. Vejam como agora está mais firme.
  177. Vamos explorar mais.
  178. Vou aproximar-me da caixa torácica.
  179. Quando passo por cima da caixa torácica
  180. e entre os músculos intercostais,
  181. com partes moles e duras,
  182. consigo sentir a diferença de rigidez.
  183. Acreditem em mim.
  184. Agora está mais rijo, em termos da força
  185. que exerce contra o meu dedo.
  186. Mostrei-vos as superfícies
    que não se movem.

  187. E, se abordasse algo que se move,
  188. como um coração?
  189. O que sentiria?
  190. (Aplausos)

  191. Este pode ser o vosso coração.

  192. Podem ter isto no vosso bolso
  193. enquanto fazem compras na Internet.
  194. Agora serão capazes de sentir o tecido
    da camisola que querem comprar.
  195. A sua suavidade,
  196. e se é realmente caxemira.
  197. Ou do pão que querem comprar,
  198. se é duro ou estaladiço.
  199. Isto é possível agora.
  200. O avanço da tecnologia robótica
    é mais personalizado e adaptativo

  201. para se ajustar às nossas
    necessidades diárias.
  202. Esta espécie única
    de robôs reconfiguráveis
  203. é a plataforma que proporciona
    esta interface invisível e intuitiva
  204. para satisfazer as nossas necessidades.
  205. Estes robôs já não serão parecidos
    com personagens de filmes.
  206. Em vez disso, serão o que vocês quiserem.
  207. Obrigada.

  208. (Aplausos)