Então, robôs.
Robôs podem ser programados
para fazerem a mesma tarefa milhões de vezes com o mínimo de erro,
algo bem difícil para nós, certo?
E pode ser muito impressionante observá-los trabalhando.
Observe-os.
Poderia observá-los por horas.
Não?
O menos impressionante é que se você tirá-los das fábricas
onde o ambiente não é conhecido e medido perfeitamente como aqui,
para fazer uma simples tarefa que não requeira muita precisão,
isso é o que pode acontecer.
Quero dizer, abrir uma porta não requer muita precisão.
(Risos)
Ou um simples erro nas medidas,
ele falha a válvula, e acabou,
(Risos)
sem muito o que recuperar, na maioria das vezes.
Então por que isso?
Bom, por muitos anos,
robôs foram projetados para enfatizar velocidade e precisão
e isso se traduz numa arquitetura muito específica.
Pegue o braço de robô:
é um conjunto de conexões rígido bem definido
e motores, o que chamamos de "actuators", que movem as conexões nas junções.
Nesta estrutura robótica,
você precisa medir seu ambiente perfeitamente.
Então tudo o que está ao redor,
você precisa programar todo movimento perfeitamente
das junções do robô,
porque um pequeno erro pode gerar uma falha gigantesca,
e então danificar algo ou ter seu robô danificado
se algo for mais duro.
Vamos falar sobre eles por um momento.
Não pense nos cérebros desses robôs
ou como os programamos cuidadosamente, mas, em vez disso, observem o corpo deles.
Há algo obviamente errado com eles,
porque o que faz um robô preciso e forte
também o faz ridiculamente perigoso e ineficaz no mundo real,
porque o corpo dele não se deforma
nem se ajusta conforme a interação com o mundo real.
Então pense na abordagem oposta,
em ser mais mole do que qualquer coisa ao seu redor.
Você talvez pense que não é capaz de fazer nada se for mole,
provavelmente.
Bom, a natureza nos ensina o contrário.
Por exemplo, no fundo do oceano,
embaixo de muitos quilos de pressão hidrostática,
um animal completamente mole
pode se mover e interagir com um objeto muito mais duro que ele.
Ele caminha carregando esta concha de coco
graças à flexibilidade de seus tentáculos,
que servem como pés e mãos.
E aparentemente, um polvo pode abrir um pote também.
É muito impressionante, certo?
Mas claramente, isso não é possível devido ao cérebro deste animal apenas,
mas também graças ao seu corpo,
e é um exemplo claro, talvez o mais claro de todos,
de inteligência incorporada,
que é um tipo de inteligência que todos os seres vivos têm.
Todos nós temos isso.
Nosso corpo, sua forma, material e estrutura
assumem um papel fundamental durante uma tarefa física
porque podemos nos adaptar ao nosso ambiente
para nos sucedermos numa ampla variedade de situações
sem muito planejamento ou cálculo prévio.
Então por que não usamos parte da inteligência incorporada
nas nossas máquinas robóticas,
para liberá-los de trabalho excessivo de computação e detecção?
Bom, para isso, podemos seguir a estratégia da natureza,
porque, com a evolução, ela fez um trabalho muito bom
em desenhar máquinas para interação com ambiente.
É fácil notar que a natureza usa material mole frequentemente
e duro às vezes.
E isso é o que foi feito neste novo campo da robótica,
que se chama "robótica mole",
cujo principal objetivo não é montar máquinas superprecisas,
porque já as temos,
mas construir robôs capazes de enfrentar situações inesperadas no mundo real,
capazes então de ir lá fora.
E o que faz um robô ser mole, primeiro de tudo, é seu corpo todo,
que é feito de materiais ou estruturas que podem sofrer grandes deformações,
sem ter mais conexões rígidas,
e também, para movê-los, usamos o que chamamos de estímulo distribuído.
Temos de controlar continuamente o molde deste corpo muito flexível,
o que tem o efeito de ter várias conexões e junções,
mesmo não tendo qualquer estrutura dura.
Então você imagina que montar um robô mole é um processo muito diferente
do que robótica dura, com conexões, engrenagens, parafusos
que precisamos combinar de uma maneira precisa.
Em robôs moles, você só monta seu estímulo do zero na maioria das vezes,
mas você molda seu material flexível
à forma que responda a um certo input.
Por exemplo, você pode só deformar uma estrutura
ao fazer um molde relativamente complexo
se pensar em fazer o mesmo com links e junções rígidos,
e aqui, o que se usa é só um input,
como pressão do ar.
Mas vejamos alguns exemplos bacanas de robôs moles.
Aqui está um pequeno e fofo robô desenvolvido na Universidade de Harvard,
e ele caminha graças às ondas de pressão aplicadas em seu corpo,
e graças à flexibilidade, ele também pode se esgueirar sob uma ponte,
continuar a andar,
e então continuar a caminhar um pouco diferente depois.
Isso é um protótipo bem preliminar,
mas eles também criaram uma versão mais robusta com bateria integrada
que pode ser liberada livremente e enfrentar interações reais do mundo
como um carro passando por cima dele...
(Risos)
e continuar a funcionar.
É fofo.
(Risos)
Ou um peixe-robô, que nada como um peixe de verdade
só porque tem uma caixa mole com estímulo distribuído
usando pressão de ar estática.
Esse foi do MIT,
e claro, temos um polvo-robô.
Este foi um dos primeiros projetos
criados neste novo campo de robôs moles.
Aqui, vemos o tentáculo artificial,
mas eles construíram uma máquina inteira com vários tentáculos
que poderiam simplesmente jogar na água.
Dá para ver que isso pode funcionar em exploração subaquática
de uma forma diferente da qual robôs rígidos fariam.
Mas isso é crucial para ambientes delicados, como recifes de corais.
Vamos voltar para o fundo.
Aqui, você vê a visão
de um robô crescente desenvolvido pelos meus colegas em Stanford.
Você vê a câmera fixada no topo.
E este robô é singular
porque usa pressão do ar e cresce pela extremidade,
enquanto o resto do corpo se mantém em contato firme com o ambiente.
E isso é inspirado por plantas, não animais,
que cresce através do material de uma maneira similar,
enfrentando assim uma ampla gama de situações.
Mas sou uma engenheira biomédica,
e talvez a aplicação da qual mais gosto
esteja no campo médico.
É mais difícil imaginar uma interação mais próxima com o corpo humano
do que realmente examinar dentro dele,
como realizar um procedimento minimamente invasivo.
E aqui, robôs podem ser muito úteis com o cirurgião,
porque eles devem entrar no corpo
usando pequenos furos e instrumentos retos,
e esses instrumentos devem interagir com estruturas delicadas
em um ambiente muito incerto,
de forma segura.
Levar uma câmera dentro do corpo também,
trazendo assim os olhos do cirurgião para dentro do campo cirúrgico,
pode ser desafiador usando um instrumento rígido,
como um endoscópio tradicional.
Com meu último grupo de pesquisa na Europa,
desenvolvemos esta câmera-robô mole para cirurgia,
que é muito diferente de um endoscópio tradicional.
Ela pode mover graças à flexibilidade do módulo
e dobrar em qualquer direção e também se alongar.
Isso é de fato usado por cirurgiões para ver o que estão fazendo
com outros instrumentos por diferentes pontos de vista,
sem se preocuparem muito com o que foi tocado em volta.
E aqui você vê o robô mole em ação
e ele simplesmente vai adentro.
Isso é um simulador de corpo, não um corpo humano de verdade.
Ele vai ao redor.
Temos uma luz porque, usualmente, não temos muitas luzes dentro do corpo.
Assim esperamos.
(Risos)
Mas às vezes, um procedimento cirúrgico pode ser feito usando uma única agulha.
Em Stanford, agora, estamos trabalhando em uma agulha muito flexível,
um tipo de robô mole muito pequeno
que é desenhado mecanicamente para usar a interação com os tecidos
e conduzir-se dentro de um órgão sólido.
Isso torna possível alcançar vários alvos diferentes, como tumores,
no fundo de um órgão sólido
ao usar um único ponto de inserção.
E você pode conduzi-la ao longo de uma estrutura que se queira evitar
a caminho do alvo.
Claramente, este é um momento bastante emocionante para a robótica.
Temos robôs que têm de lidar com estruturas moles,
então isso significa novas questões muito desafiadoras
à comunidade de robótica.
Claro, estamos começando a aprender como controlar,
como inserir sensores nessas estruturas muito flexíveis.
Mas não estamos nem perto do que a natureza descobriu
em milhões de anos de evolução.
Mas uma coisa sei ao certo:
robôs serão mais moles e seguros,
e estarão lá fora para ajudar pessoas.
Obrigada.
(Aplausos)