Robôs portáteis
Os braços robóticos são relativamente fáceis de se programar e construir porque operam em uma área confinada. Mas as coisas se tornam mais complicadas quando você quer enviar um robô para outro lugar do mundo.
O primeiro obstáculo é dar ao robô um sistema de locomoção que funcione. Se o robô vai se mover em um terreno plano, rodas e esteiras são a melhor opção, que também podem funcionar bem em terreno acidentado se forem grandes o suficiente. Mas os designers de robô preferem as pernas, porque elas se adaptam melhor. Construir robôs com pernas também ajuda os pesquisadores a entender a locomoção natural. É um ótimo exercício de pesquisa biológica.
Geralmente os pistões hidráulicos ou pneumáticos movem as pernas do robô para frente e para trás. Os pistões se acoplam a segmentos da perna da mesma forma que os músculos aos ossos. Fazer estes pistões trabalharem direito é bastante complicado. Quando você é um bebê, seu cérebro precisa descobrir a combinação exata de contrações musculares para você poder andar sem cair para frente, por isso, um designer de robô precisa descobrir a combinação certa de movimentos do pistão envolvidos no ato de andar – e programar essa informação no computador do robô.
Muitos robôs móveis têm um sistema de equilíbrio embutido (uma série de giroscópios, por exemplo), que diz ao computador quando ele precisa corrigir seus movimentos.
A locomoção bípede é muito instável, por isso é difícil implementá-la nos robôs. Para criar robôs estáveis, os designers observam o mundo animal, pricipalmente os insetos. Os insetos de seis patas têm um equilíbrio excepcional e se adaptam bem a muitos terrenos.
Alguns robôs são controlados remotamente: uma pessoa diz o que eles têm que fazer e eles fazem. O controle remoto pode se comunicar com o robô através de um fio conectado, utilizando sinais de rádio ou infravermelho. Os robôs controlados remotamente, também chamados de robôs marionetes (puppet robots), são usados na exploração de ambientes perigosos e inacessíveis, como o fundo do mar ou o interior de um vulcão.
Alguns robôs são parcialmente controlados remotamente. Por exemplo, o operador pode mandar o robô ir para um certo lugar, mas não o guia até lá. O robô tem que achar seu próprio caminho.
Para que servem?
Os robôs móveis têm várias utilidades para o homem. Alguns exploram outros planetas ou áreas inóspitas da Terra para coletar amostras geológicas. Outros procuram minas terrestres em antigos campos de batalha. Às vezes a polícia usa robôs móveis para procurar uma bomba ou até mesmo prender um suspeito.
Os robôs móveis também podem ser utilizados em aplicações caseiras e negócios. Os hospitais podem usar robôs para transportar medicamentos e alguns museus usam robôs para patrulhar as galerias durante a noite, monitorar a qualidade do ar e o nível de umidade. Algumas empresas desenvolveram robôs que passam aspirador de pó.
Os robôs autônomos podem agir por vontade própria. A idéia básica é programar o robô para responder a um certo tipo de estímulo externo. O simples robô bate-e-volta é um bom exemplo de como isso funciona.
Esse tipo de robô tem um sensor que detecta os obstáculos. Quando você liga o robô, ele começa a andar em linha reta. Ao atingir um obstáculo, o impacto empurra o sensor. O programa do robô diz para ele voltar, virar para esquerda ou para a direita ou se mover para frente de novo em resposta a cada obstáculo. Desta maneira, o robô muda de direção sempre que encontra um obstáculo.
Os robôs mais avançados usam versões elaboradas desta mesma idéia. Os roboticistas criam novos programas e sistemas de sensor para tornar o robô mais esperto e perceptivo. Hoje os robôs podem se locomover em uma grande variedade de ambientes.
Os robôs mais simples utilizam sensores infravermelhos ou ultrasom para ver os obstáculos. Esses sensores funcionam da mesma maneira que a ecolocalização animal: o robô envia um sinal sonoro ou um feixe de luz infravermelha, detecta a reflexão do sinal e o robô calcula a distância até os obstáculos baseado no tempo que o sinal leva para voltar.
Os robôs mais avançados utilizam estereoscopia para ver o mundo. Duas câmeras dão ao robô a percepção de profundidade e um software de reconhecimento pode localizar e classificar diversos objetos. Os robôs também podem usar microfones e sensores de cheiro para analisar o mundo que os cerca.
Alguns robôs autônomos só podem trabalhar em um ambiente familiar e restrito. Os robôs que cortam grama, por exemplo, precisam de marcas cavadas para definir os limites do jardim. Um robô que faz limpeza de um escritório precisa de um mapa do prédio para poder se mover.
Os robôs mais avançados podem analisar e se adaptar a ambientes não-familiares, até mesmo áreas com terreno acidentado. Estes robôs podem associar ações a certos tipos de terreno. Um robô veicular, por exemplo, pode construir um mapa do terreno em que ele se encontra por meio dos sensores visuais. Se o mapa mostrar um terreno muito acidentado, o robô sabe que precisa seguir outro caminho. Este tipo de sistema é muito útil em robôs exploradores que operam em outros planetas (veja JPL Robotics (em inglês) para aprender mais).
Uma outra alternativa, menos estruturada, é a de aleatoriedade. Quando este tipo de robô fica preso, ele se move para qualquer lugar até que alguma coisa funcione. Os sensores trabalham em conjunto com os atuadores, em vez do computador dirigir tudo baseado em um programa. É mais ou menos parecido com uma formiga quando atinge um obstáculo: ela não parece tomar uma decisão, simplesmente tenta qualquer coisa até dar certo.