Saltar para o próximo nível

As escadas continuam a ser obstáculos insuperáveis para muitos robôs. No entanto, uma jovem equipa da ETH Zurich está a construir um veículo concebido para dar passos com facilidade — saltando.

“Ascento” é o nome do dispositivo, atribuído pelos seus criadores, uma equipa composta por oito estudantes formados em engenharia mecânica e um em engenharia elétrica. O robô é muito especial: move-se e equilibra-se sobre duas rodas. De um ponto de vista de engenharia, isto é significativamente mais difícil do que construir um dispositivo sobre quatro rodas. No entanto, um robô bípede proporciona muito melhor mobilidade e adaptabilidade a diferentes tipos de terreno.

E não é tudo: o principal objetivo dos nove engenheiros em ascensão é fazer o robô saltar. Os mesmos querem que este seja capaz de saltar alto, como um canguru, e aterrar novamente em segurança, sobre as suas duas rodas. “Isto permitiria ao robô dominar escadas e outros obstáculos”, explica o estudante Florian Weber. A equipa do Ascento teve origem num projeto de foco. Neste tipo de projeto, os estudantes universitários de várias disciplinas têm a oportunidade de aplicar os seus conhecimentos a um projeto concreto — desde a ideia inicial até um protótipo funcional.

Da esquerda para a direita: Ciro Salzmann, Marcus Vierneisel, Lionel Gulich, Florian Weber

A característica especial do Ascento é o facto de ter sido concebido como um pêndulo invertido: o centro de gravidade está acima do eixo. Como resultado, o Ascento é capaz de se levantar e mover apenas enquanto estiver a ser alimentado e manter ativamente o equilíbrio sobre as suas rodas — à semelhança de um humano em pé, que tem de gastar continuamente energia para manter o equilíbrio. Isto torna o Ascento comparável a um Segway, que também é acionado por duas rodas que estão no mesmo eixo e exige um acionamento controlado para manter o equilíbrio.

Da esquerda para a direita: Florian Weber, Dominik Mannhart

As possíveis aplicações para o Ascento são, por exemplo, inspeções de edifícios. O veículo pode entrar numa casa que está a arder ou em perigo de ruir. Uma câmara integrada forneceria informações valiosas aos socorristas que se encontram no exterior do edifício. Já existem vários robôs para estes fins. No entanto: “Especialmente quando se trata de subir escadas, muitos robôs atingem o limite das suas capacidades”, diz Marcus Vierneisel, que é também membro do grupo de foco composto por nove pessoas. O objetivo do Ascento é permitir subir escadas com a mesma rapidez de um humano a caminhar. Devido ao seu design leve de duas rodas, o Ascento é, de qualquer forma, mais ágil do que outros robôs. “Por outro lado, os robôs maiores são capazes de interagir com o seu ambiente. Isto é algo que o Ascento não consegue fazer”, acrescenta o estudante de engenharia mecânica Lionel Gulich. Equipado com sensores, o Ascento conseguiria sondar um edifício e fornecer digitalizações 3D das salas num curto espaço de tempo. Naturalmente, o protótipo ainda não irá conseguir explorar todo um edifício por si só. No entanto, será capaz de se aproximar de um lance de escadas através de controlo remoto e, posteriormente, utilizar os seus sensores para medir e calcular a altura e o comprimento dos saltos necessários para subir cada degrau. “Acionar cada salto através do controlo remoto seria demasiado complicado e lento”, diz Florian Weber. Isto coloca o Ascento na categoria dos robôs semiautónomos.

Ainda é incerto se o projeto de foco e o protótipo Ascento resultarão, eventualmente, num robô de inspeção pronto para a produção comercial. De qualquer forma, este não é o principal objetivo. Os projetos de foco servem principalmente para que os estudantes da ETH participem de forma prática num projeto real, em vez de se limitarem à teoria exaustiva.

Os estudantes estão a receber apoio técnico e financeiro do fabricante especialista em acionamentos, a maxon motor, no contexto do Young Engineers Program (YEP) da empresa. Os acionamentos do Ascento incluem dois motores planos maxon EC 90. Tecnicamente, o binário de 963 mNm fornecido por estes motores é, de certa forma, sobredimensionado quando o robô se desloca ao longo de um único plano. Os acionamentos entram autonomamente em ação ao equilibrar o Ascento depois de o mesmo aterrar num degrau estreito, uma vez que esta ação exige um binário elevado e um controlo preciso. Os estudantes da ETH decidiram utilizar a versão sem moldura dos motores. O rotor e o estator são fornecidos separadamente e sem um veio de saída. O rotor e o estator são conectados apenas durante a integração num sistema. Especialmente na robótica, os motores maxon sem moldura são frequentemente a primeira escolha, pois permitem uma integração elegante e compacta em estruturas conjuntas. Cada motor é acionado por um módulo EPOS4.

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Adrian Venetz / maxon motor