As tecnologias robóticas modernas são um ramo da ciência extremamente dinâmico, que evolui rapidamente e traz inovações revolucionárias quase todos os anos. Os robôs são comumente usados no nosso dia a dia para fazer todo tipo de coisa. Máquinas semelhantes aos humanos são implementadas em todos os lugares, desde medicina até ambiente doméstico e manufatura. Esses robôs podem variar em suas características, funções e aparência; alguns vão de construções bastante primitivas e simples a muito complexas e quase indistinguíveis dos humanos. Atualmente, criar robôs que se parecem com humanos é o principal objetivo da robótica em todo o mundo.
Robôs na vida real
Os robôs têm um âmbito de aplicação bastante amplo. Podem ser úteis em praticamente todas as áreas da vida.
Robôs na medicina
Robôs são usados há muito tempo no tratamento de pessoas com deficiência. Em particular, o processo de produção de próteses e membros artificiais modernos depende muito da robótica. As próteses que atendem aos altos padrões da medicina atual são móveis, ágeis, flexíveis e servem como substitutos de qualidade para membros perdidos. Muitas dessas partes do corpo artificiais são manipuladas diretamente pelos impulsos eletrônicos do corpo do paciente. Mas isso não é tudo que robótica pode oferecer – robôs podem ser encontrados em salas cirúrgicas, bem como em muitas instituições de ensino para médicos, e o leque de aplicações possíveis só cresce.
Robôs na indústria aeroespacial
Ninguém discute que os robôs devem ter seu lugar em futuras missões de exploração espacial como parte indispensável das tripulações que viajam ao espaço. E, mesmo olhando para a história, já podemos ver que a maioria das explorações espaciais foi realizada com a ajuda de robôs, então essa ideia também não é nova. Temos inúmeros rovers lunares, rovers de Marte e robôs avatares trabalhando no espaço sideral para nós. Mas a diversidade dessas máquinas não termina aí; há, na verdade, muitos tipos diferentes de robôs projetados especificamente para as condições extremas do espaço. Eles podem executar tarefas inacessíveis aos humanos ou simplesmente perigosas demais.
Sistemas de segurança robóticos independentes
A implementação de robôs modernos na área da vida relacionada à segurança das pessoas tem se mostrado extremamente valiosa. Por exemplo, há robôs que podem localizar e identificar potenciais riscos de incêndio e eliminá-los, prevenindo catástrofes antes mesmo que aconteçam.
E não devemos descartar os robôs empregados em serviços militares. Eles são usados para conduzir o treinamento de soldados — apesar de não serem projetados para lembrar seres humanos como outros robôs de alto padrão, são perfeitos para reproduzir o comportamento e as reações de uma pessoa real. Usando essas máquinas, a liderança militar cria situações e condições extremamente semelhantes às hostilidades reais.
Os robôs podem realizar operações de espionagem sobre diferentes alvos, sem chamar atenção para si. Dessa forma, tiram um pouco do peso dos ombros dos agentes da lei, permitindo que se dediquem a outras tarefas importantes.
Aparelhos robóticos em residências e na manufatura
É difícil imaginar instalações de produção modernas e manufatura sem todos os robôs que utilizam. Normalmente, os robôs são responsáveis pela maior parte do trabalho realizado nessas plantas. Estamos falando de um número massivo de operações que exigem a máxima precisão de movimento e inúmeras repetições que se reduzem a um único processo contínuo e de alta velocidade — um cenário impossível para um ser humano. Implementar robôs pode aumentar as taxas de produção de setores inteiros da manufatura, liberando funcionários humanos e permitindo que eles assumam outros objetivos importantes da empresa.
Os robôs também são frequentemente usados em residências para ajudar os proprietários com a culinária, a limpeza e outros trabalhos rotineiros da casa. Os mais comuns são os robôs-aspiradores e os robôs-cortadores de grama, mas há também outras máquinas que executam tarefas muito mais complexas.
Robôs na indústria do entretenimento
Há também robôs projetados com o único propósito de entreter os humanos. Em sua maioria, são brinquedos infantis que podem cantar uma música ou fazer alguns movimentos de dança, carrinhos de brinquedo com controle remoto por rádio e alguns jogos interativos. O mercado tem até os chamados robôs reais que podem se comunicar usando padrões de fala roteirizados, então parece que nem todos são feitos apenas para crianças. Porém, a única diferença entre os modelos para usuários adultos e os para crianças é o design e o tamanho do brinquedo.
Robôs famosos
Centenas de empresas em todo o mundo produzem diariamente grandes quantidades de diferentes tipos de mecanismos robóticos. Para fazer seu robô se destacar entre os demais, ele precisa ser uma verdadeira joia no universo da robótica. Aqui estão alguns exemplos desse tipo de trabalho, famosos por suas funções únicas.
Asimo
Este robô japonês foi desenvolvido pela empresa Honda. Na verdade, a Honda tem sido um ator bastante ativo no campo da robótica desde a década de 1980. Seus especialistas conseguiram construir um robô que chamou a atenção de todo o setor científico da robótica. Com 50 quilos e 1,5 metro de altura, este modelo podia se mover sozinho, evitando diferentes obstáculos e executando programas roteirizados de ações adicionais, como servir uma xícara de café a um humano.
VGo
Este robô é controlado por uma rede Wi‑Fi e é um chamado dispositivo de telepresença. Ele pode se comunicar por meio de um microfone, além de ouvir e ver o ambiente ao redor, o que lhe permite se locomover livremente. O mecanismo foi desenvolvido especificamente para atender pessoas com deficiência que não conseguem realizar suas tarefas cotidianas sozinhas. Ao conectar este robô a determinados dispositivos, ele pode ser usado como uma câmera portátil independente. Com a ajuda dessa tecnologia, crianças que atualmente estudam em casa podem acompanhar as aulas escolares de suas residências.
Roboy
Este robô foi desenvolvido por especialistas de Zurique. Ele tem tendões flexíveis, o que cria uma aparência mais antropomórfica. Os designers procuraram montar um rosto que expressasse emoções; junto com o material macio usado como pele, o resultado fica convincente. Este robô realista foi inicialmente elaborado como companheiro para pessoas solitárias que precisam de alguma atenção externa.
Kuratas
Este robô gigante pesa cerca de 4,5 toneladas e atinge fascinantes 4 metros de altura. Seu movimento é manipulado por um controlador que fica em uma cabine especial — mas também pode ser controlado remotamente. O design do robô lembra imediatamente um personagem de anime, uma solução bastante esperada vinda dos engenheiros japoneses.
iCub
Um dos robôs mais avançados foi construído na Itália. Por fora, ele já lembra muito uma pessoa real. Mas, se você observar mais a fundo sua funcionalidade, verá que este robô é capaz de recordar o próprio nome e os nomes de quem conversa com ele, bem como os nomes de diferentes objetos. Além disso, ele pode se adaptar ao ambiente e se mover livremente por conta própria.
Rollin’ Justin
O Rollin’ Justin foi desenvolvido pelo Centro Aeroespacial Alemão. É controlado por tecnologia de telepresença, com o programa sendo dirigido remotamente por um operador através da tela do monitor. O robô é oferecido em diferentes modificações de modelo, incluindo a versão ereta.
Do que são feitos os robôs
Há vários materiais diferentes usados para construir um robô. As opções mais frequentes incluem:
- Alumínio
- Aço
- Acrílico
- Plástico
- Fibra de carbono
- Borracha sintética (usada para representar pele e tecido muscular artificiais em robôs realistas).
A escolha dos materiais depende diretamente das funções específicas de um robô e de suas condições de trabalho. Quanto pior o ambiente em que um robô vai operar — mais fortes e resistentes os materiais devem ser para resistir ao desgaste.
Robôs sintéticos
A construção de robôs sintéticos ou “macios” é uma das direções de alta prioridade do setor moderno da robótica que trabalha com robôs realistas. Esses humanoides sintéticos são geralmente definidos por sua superfície lisa destinada a se assemelhar à pele humana. Eles são construídos com base em princípios biônicos e projetados especificamente para uso em locais de trabalho em contato próximo com humanos, devido às possibilidades muito menores de trauma em comparação a trabalhar perto de um mecanismo análogo de metal e plástico rígido. Graças à pele artificial e ao tecido muscular usados na construção dos robôs, o resultado final é altamente antropomórfico!
Robôs vs Androides
Robôs androides são robôs humanoides que se parecem exatamente com humanos reais ou, pelo menos, são projetados para se assemelhar a eles em aparência e ações. Esses modelos estão atualmente em desenvolvimento ativo por muitos fabricantes de robôs líderes e famosos em todo o mundo. Um robô normal, por outro lado, costuma se parecer menos com um humano e tem bem menos funções.
Os robôs provaram ser úteis em situações em que é preciso realizar rapidamente um trabalho repetitivo simples, quando é necessário executar operações de alta precisão ou levantar objetos pesados. Um robô androide é um tipo de robô ao qual você pode atribuir operações que exigem intelecto; ele pode lidar com tarefas como se comunicar ou fornecer ajuda diretamente a uma pessoa em diferentes áreas da vida — suas capacidades são muito mais diversas em comparação com robôs comuns projetados para executar trabalho estritamente roteirizado.
Robô companheiro para interação pessoal
Robôs-companheiros são projetados para proporcionar interações úteis e socialmente adequadas no ambiente do mundo real. A primeira e mais importante tarefa de um robô desse tipo é servir aos humanos e ajudar a concluir sua rotina. Antes de tudo, os robôs-companheiros, como o nome indica, foram projetados para pessoas que precisam de alguém por perto, pessoas com necessidades específicas: idosos, pessoas com deficiência ou autistas. Esses robôs podem ser de grande ajuda para quem precisa.
Nos últimos anos, robôs com aparência humana estão se tornando cada vez mais populares entre entusiastas e aqueles curiosos o suficiente para prestar atenção aos robozinhos engraçados que compartilham algumas características humanas e naturalmente despertam simpatia. A função principal desses robôs é manter conversas com qualquer pessoa que fale com eles. Eles são um ótimo meio de comunicação para pessoas ricas que, ainda assim, são solitárias e têm uma necessidade aguda de compartilhar seus pensamentos.
Há também robôs-companheiros que parecem animais de estimação disponíveis no mercado de robótica. Porém, na maioria das vezes, eles servem apenas como elevadores de moral, tendo pouca aplicação prática.
O que é um humanoide
Robôs-humanoides são dispositivos que pelo menos em parte se assemelham a humanos por fora, mesmo que não tenham funções especiais para sustentar isso. A maioria deles é equipada com mãos, pernas, cabeça e até um rosto. Apesar de o conceito desses robôs ser antigo, os avanços mais marcantes nessa esfera ocorreram na última década.
Um humanoide de verdade não deve apenas se parecer com uma pessoa por fora, mas também precisa ter uma série de habilidades autônomas, como se mover livremente, ouvir e falar por conta própria. E talvez o recurso mais importante de um humanoide moderno seja a capacidade de aprimorar suas habilidades durante o processo de realizar determinadas ações, assim como uma pessoa real faria.
Como fazer um robô humanoide
Robôs versáteis com aparência humana são máquinas extremamente complexas que exigem bastante conhecimento e experiência para montar um modelo decente. A construção de um robô desse tipo deve incluir o sistema musculoesquelético, membros mecânicos, sistemas de reconhecimento de som e de ambiente, bem como uma rede neural capaz de coletar e processar informações do exterior. Os elementos de aparência, como pele e cabelo, não são necessários e servem mais como parte estética de todo o mecanismo, podendo ser dispensados.
Construir um robô humanoide
A maioria dos robôs compartilha algumas semelhanças. Isso inclui, antes de tudo, corpos ágeis que lhes permitem se mover livremente. Alguns modelos têm mais elementos móveis no corpo, outros só conseguem mover as partes principais, mas isso precisa ser suficiente para evitar que o robô tropece em obstáculos. Como regra, as partes do corpo são feitas de metal ou plástico interconectadas por um sistema de articulações, assim como os ossos humanos.
Os robôs se movem ativando de forma harmônica os acionamentos adequados no momento apropriado. Evitar que o robô caia de cara no chão é mais difícil do que parece, considerando que ele precisa permanecer de pé o tempo todo. Alguns usam motores elétricos, atuadores lineares, e solenoides, outros usam sistemas hidráulicos e pneumáticos.
Um robô precisa de uma fonte de carregamento para permanecer ativo. A maioria dos robôs tem baterias integradas que podem ser carregadas a partir da rede elétrica. Modelos hidráulicos têm bombas para criar pressão, enquanto os pneumáticos usam tanques com ar comprimido ou compressores especiais para fazer o trabalho.
Todos os motores do robô se conectam a redes de energia que alimentam motores elétricos e solenoides diretamente. Tudo conectado à rede é controlado por um computador que aciona os componentes e válvulas necessários. O comportamento de um robô pode ser alterado facilmente apenas mudando o programa instalado em seu sistema.
Embora alguns modelos tenham a capacidade de ouvir sons, ver imagens, sentir cheiros e detectar toques por meio de seus sensores, nem todo robô possui esses sistemas. Mas o requisito absoluto para um robô moderno é a capacidade de se mover — caso contrário, ele não pode ser considerado um robô.
Futuros robôs humanoides
No momento, a robótica tem várias vias de desenvolvimento que, de acordo com as previsões dos especialistas da área, podem se tornar as principais tendências no futuro da robótica como um todo. Elas incluem:
- Usar novos materiais, a saber, nitreto de gálio (na produção de transistores) e grafite (na produção de unidades de acionamento);
- Usar novas fontes de energia, bem como tecnologia para sua captação e armazenamento;
- Robôs interagindo com humanos, por exemplo, para gerenciar o tráfego de aeronaves não tripuladas;
- Auxiliar robôs na navegação em condições extremas;
- Aumentar a eficiência de redes neurais elevando a complexidade de sua estrutura e arquitetura;
- Criar possibilidades para estudar procedimentos algorítmicos e o uso de serviços em nuvem para educação em massa de robôs;
- Usar inteligência artificial para aperfeiçoar padrões de movimento;
- Implementar robôs em diferentes áreas da vida humana para aumentar sua rentabilidade financeira;
- Concentrar-se em desenvolver as capacidades e a qualidade dos sensores.
Tendo em mente que os desenvolvimentos em todos os campos acima listados estão em andamento, é fato que, num futuro próximo, o mundo da robótica nos surpreenderá com robôs de alto nível, diferentes de tudo o que vimos até agora.
Atualmente, robôs com aparência humana já fazem muito trabalho em inúmeras áreas da vida. E, no futuro, esses números tendem a crescer. O espectro de tarefas para as quais os robôs podem ser usados aumentará junto com suas habilidades. Eles serão usados para realizar trabalhos perigosos para os humanos, tarefas que exigem executar meticulosamente atividades repetitivas, cuidar de idosos e crianças, educar crianças e adultos, e muitas outras coisas que podem ser realizadas por robôs. E, enquanto fazem todo esse trabalho para os humanos, os robôs continuarão evoluindo, o que abre cada vez mais perspectivas para o futuro da robótica.