O incrível mundo da robótica e seu futuro promissor

INTRODUÇÃO

Assim que nos deparamos com a palavra robô, tendemos a imaginar uma estrutura metálica com braços e pernas com aparência humana e realizando tarefas para nos ajudar. No entanto, em termos reais, é apenas uma máquina operada externamente ou através de um controlador incorporado e não se parece necessariamente com um ser humano. Tecnicamente, a robótica é um ramo da Ciência e da Engenharia que trata do projeto, construção e operação de robôs, bem como de sistemas de computador para seu controle, feedback sensorial e processamento de informações.

Curiosamente, o conceito é quase tão antigo quanto as colinas, com o primeiro robô datado de 350 a.C., construído na forma de um pássaro mecânico, por um matemático grego chamado Archytas. Embora o termo tenha sido cunhado há muito tempo, o potencial real da robótica totalmente autônoma foi concretizado na segunda metade do século XX.

Aplicações da Robótica

O objetivo principal da robótica era apenas realizar um conjunto de tarefas complexas, principalmente em fábricas com peças de robôs, mas agora se espalhou por muitos campos. Hoje, podemos encontrar as seguintes aplicações industriais da robótica –:

Militares

Escusado será dizer que as operações militares envolvem um elevado nível de risco e, portanto, faz sentido utilizar máquinas para salvar vidas humanas. Existem muitas variedades de robôs militares, nomeadamente UAVs (veículos aéreos não tripulados, também conhecidos como drones), UGVs (veículos terrestres não tripulados) e UUVs (veículos subaquáticos não tripulados). Estes são usados ​​para localizar os terroristas e lançar ataques. Existem até robôs de quatro patas para transportar armas pesadas e munições.

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Educação

Muitas escolas e institutos estão usando robôs para educar e envolver os alunos em programas STEM (Ciências, Tecnologia, Engenharia e Matemática). Existem muitos kits disponíveis para os alunos através dos quais eles podem aprender muito sobre robótica. Além disso, crianças com autismo e outros transtornos comportamentais também acham mais conveniente interagir com robôs e adquirir conhecimento sobre diversos assuntos.

Assistência médica

Vários tipos de robôs estão sendo desenvolvidos para serem usados ​​em hospitais para auxiliar médicos e enfermeiras no cuidado dos pacientes. Existem robôs que podem desinfetar um local, cuidar das necessidades dos pacientes e até remover elementos indesejados do corpo sem cirurgia. Existe também um robô chamado da Vinci que auxilia na realização de cirurgias com precisão e difíceis de serem realizadas manualmente.

Agricultura

Muitos robôs de pequeno porte são usados ​​em campos agrícolas equipados com câmeras e sensores. Eles navegam pelos campos e detectam ervas daninhas e outros tipos de infecção. Os sensores auxiliam na aplicação do spray apenas nas áreas afetadas, protegendo assim o meio ambiente da liberação de produtos químicos nocivos no ar.

Fábrica

Os robôs industriais estão evidentemente sendo equipados em grande escala em fábricas que constroem equipamentos pesados. Fatores como o crescimento negativo da população em certos países, o desinteresse da força de trabalho mais jovem em dedicar-se ao trabalho fabril e a eficiência das peças robóticas para poupar tempo estão a determinar o aumento da utilização de robôs industriais. A ilustração mais comum que pode ser citada aqui são as fábricas de automóveis que constroem carros por meio de peças robóticas junto com trabalhadores humanos.

Espaço

Vários países construíram seus próprios robôs espaciais com vários formatos e tamanhos para explorar o espaço. Alguns deles não conseguem nem controlar o próprio peso na Terra, mas trabalham com eficiência no espaço e com excelente destreza. Como não há gravidade e certas situações são desafiadoras para a sobrevivência, esses robôs podem ser facilmente substituídos no espaço para captura de vídeos e realização de outras tarefas rotineiras.

Tipos de robôs

Desde máquinas pesadas, metálicas e com fio, conhecidas como superrobôs, até minúsculos dispositivos conhecidos como nanobôs, o campo da robótica tem sido amplamente explorado. Listados abaixo estão as variedades de robôs que foram projetados recentemente. Vamos conferir a lista de algumas formas interessantes de robôs:

Exoesqueletos: É uma tecnologia onde um traje eletrônico oferece movimento dos membros e maior força ao usuário. Principalmente, estes são usados ​​para fins militares para levantar cargas pesadas e para pacientes que sofrem de lesões na coluna vertebral.

Exemplo: A Ekso Bionics desenvolveu trajes ekso de corpo inteiro que podem ser usados ​​por pessoas vítimas de acidente vascular cerebral ou lesão na medula espinhal para se recuperarem. Originalmente desenvolvidos para a DARPA para uso por soldados, esses trajes também são usados ​​em diversas clínicas de reabilitação para pacientes com fraqueza nos membros inferiores.

Robôs humanóides: São os robôs que possuem um corpo semelhante ao de um humano contendo uma cabeça, dois braços, um torso e duas pernas. Uma subcategoria de humanóides são conhecidos como andróides que se parecem muito com um humano no que diz respeito aos aspectos estéticos e podem imitar as expressões de um humano.

Exemplo: Atlas é um dos robôs humanóides mais avançados desenvolvidos pela Boston Dynamics, de propriedade do Google. Embora não seja um andróide com pele e expressões humanas, ele pode fazer muitas coisas interessantes. Ele pode andar na neve e se reequilibrar como nós, abrir portas, levantar caixas e até sentir objetos que estão à sua frente.

Robôs Animais: A robótica bioinspirada é uma categoria relativamente nova de robótica onde as características biológicas naturais dos seres vivos são replicadas na forma de modelos robóticos inspirados em animais. As características dos animais, como a maneira como eles saltam, escalam, andam ou rastejam, são observadas e, em seguida, são feitos esforços para iterá-los em uma configuração de máquina.

Exemplo: Existe um robô chamado Cheetah desenvolvido pela Boston Dynamics que pode galopar a mais de 46 quilômetros por hora. Um robô semelhante com o mesmo nome foi desenvolvido pelo MIT, que pode detectar obstáculos e saltar sobre eles enquanto corre a 21 quilômetros por hora. Robôs de resgate: um dos usos mais lógicos e sensatos dos robôs é implantá-los em situações de gerenciamento de desastres para operações de resgate. É preciso muita coragem e também esforços para procurar e salvar as vítimas durante um desastre humano ou provocado pelo homem. Embora tenha havido casos em que os robôs foram designados para operações de resgate, mas eles não funcionaram de acordo com as expectativas. Ainda é considerada uma tecnologia emergente, pois há muitos desafios a serem enfrentados.

Nanorobôs: Esses minúsculos dispositivos são projetados para realizar tarefas repetitivas com precisão em dimensões nanométricas de alguns nanômetros ou menos. São aplicados na montagem e manutenção de sistemas sofisticados ou na construção de dispositivos, máquinas e circuitos em nível atômico ou molecular. Além disso, também podem ser equipados na área da saúde para fins de administração de medicamentos, destruição de células cancerígenas, etc.

Exemplo: Um grupo de físicos da Universidade de Mainz, na Alemanha, projetou o menor motor do mundo a partir de um único átomo. Ele converte energia térmica em movimento na menor escala já vista.

Enxame: A robótica de enxame é como imitar um grupo de insetos ou formigas na forma de pequenos dispositivos rastejando juntos e formando certos designs. Eles podem ser usados ​​em áreas como agricultura, tarefas de resgate ou operações militares.

Exemplo: Um enxame de 1.024 minúsculos robôs foi desenvolvido pela Universidade de Harvard que poderia fazer certas formações como alfabetos, estrelas de cinco pontas e outros designs complexos sem qualquer inteligência central.

Desafio de Robótica DARPA

O Desafio de Robótica DARPA, ou seja, RDC, foi conduzido pela Agência de Defesa dos EUA DARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa), que durou de 2012 a 2015. A ideia era desenvolver robôs semiautônomos que pudessem ajudar em operações de resgate em um ambiente de engenharia humana. Muitas equipes participaram do concurso, mas apenas três delas conseguiram completar todas as 8 tarefas. O primeiro prêmio foi conquistado pela Equipe KAIST com seu robô DRC Hubo, seguido pelos vice-campeões IHMC e Tartan Rescue na segunda e terceira posições, respectivamente.

As tarefas atribuídas aos robôs incluem dirigir um veículo, caminhar por escombros irregulares, limpar detritos, girar válvulas, conectar mangueiras, abrir portas, fazer furos e subir escadas. Embora sejam fáceis para os humanos, o mesmo é extremamente complicado para os robôs. São necessárias centenas e milhares de linhas de codificação para fazer o robô dar apenas um passo. Além disso, os humanos começaram a andar após vários anos de evolução e mesmo agora, quando nasce uma criança, leva mais de um ano para conseguir andar com perfeição. Portanto, ainda existem muitos desafios e obstáculos que precisam ser enfrentados.

Conclusão

Hoje existem muitos robôs que carregam uma variedade de formas, tamanhos e estruturas, mas todos eles estão sujeitos a certos desafios. Por exemplo, os robôs participantes no concurso DARPA eram eficientes em tarefas semelhantes às humanas, mas não tinham um sistema adequado para perceber o seu ambiente e estavam simplesmente seguindo as instruções do operador. Depois, há mini-robôs como o Darwin, desenvolvido pela ROBOTIS, que são bastante habilidosos para andar, jogar futebol e até mesmo se levantar depois de cair, mas não podem ser usados ​​em aplicações que necessitam de força física. Há também um robô chamado Cozmo de Anki que pode até expressar sentimentos e brincar, mas é apenas para entretenimento.

Seguindo em frente, há certas implicações da robótica que precisam ser discutidas. Há muito que se pensa que o desenvolvimento e a implantação de robôs irão eliminar numerosos empregos à força de trabalho humana. No entanto, Sherry Turkle, professora do MIT, afirma que os robôs não são substitutos, mas sim companheiros dos humanos e que o seu desenvolvimento prefere gerar empregos.

Outra preocupação é que precisamos estabelecer um limite na natureza das tarefas designadas aos robôs. É lógico usá-los em locais muito perigosos para o acesso humano, mas também levanta uma grande questão: se algo der errado, quem será o culpado. Sem dúvida que a tecnologia sempre ofereceu inúmeros benefícios e desempenha um papel importante na nossa vida, mas é igualmente importante decidir os limites da sua utilização.