Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um sistema de barcos robóticos autônomos que podem se conectar entre si para formar diferentes estruturas flutuantes, como pontes, plataformas e palcos temporários, adaptando-se às necessidades de cada situação sem depender de controle humano constante. As informações foram divulgadas pelo MIT News.
Batizado de FloatForm, o projeto utiliza pequenos robôs quadrados de 21 centímetros de lado, equipados com propulsores, sensores e travas magnéticas que permitem a união e separação automática das embarcações. A tecnologia abre caminho para uma nova geração de infraestrutura flutuante capaz de ser montada rapidamente em situações de emergência, eventos temporários ou em ambientes urbanos com grande presença de canais e rios.
O estudo, publicado na revista científica Nature Communications, foi desenvolvido por pesquisadores do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial (CSAIL) e do Senseable City Lab, ambos do MIT. Segundo Daniela Rus, professora de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação do MIT e diretora do CSAIL, o objetivo é transformar áreas alagadas e frentes marítimas em extensões programáveis das cidades.
"Nossa visão é que embarcações autônomas possam se organizar sozinhas para criar pontes, plataformas e outras estruturas úteis sob demanda, ampliando as possibilidades para mobilidade, resposta a emergências, espaços públicos e infraestrutura sobre a água", afirma.
Comportamento das formigas-de-fogo
A inspiração para o sistema veio da natureza. Os pesquisadores reproduziram o comportamento das formigas-de-fogo, que conseguem sobreviver a enchentes formando jangadas vivas por meio da conexão entre seus próprios corpos, sem a necessidade de um líder coordenando o processo.
Ao contrário da maioria dos sistemas de robôs cooperativos, que dependem de um computador central para controlar todos os movimentos, o FloatForm distribui a inteligência entre os próprios robôs. Cada unidade toma decisões com base na posição de seus vizinhos imediatos, enquanto um sistema central atua apenas para definir a configuração final da estrutura.
Nos testes realizados no MIT, oito embarcações conseguiram se organizar repetidamente em diferentes formações, unir-se em uma estrutura rígida, desfazer a montagem e reorganizar-se em um novo formato. Depois, passaram a navegar como uma única embarcação. Todo o processo levou entre quatro e oito minutos.
Os pesquisadores afirmam que a arquitetura é altamente escalável. Simulações mostraram que o sistema pode operar com enxames de até 64 robôs mantendo praticamente o mesmo tempo de coordenação, já que o processamento ocorre de forma distribuída.
Além da flexibilidade, a união entre os robôs também aumenta a estabilidade da estrutura em ambientes com ondas e correntes, característica importante para futuras aplicações em ambientes reais.
Testes
O mecanismo de conexão utiliza uma estrutura inspirada em origami que aciona ímãs permanentes posicionados nas laterais de cada robô. O sistema consome energia apenas durante o acoplamento e o desacoplamento, permanecendo travado mecanicamente sem gasto adicional de bateria enquanto a estrutura estiver montada.
Nos experimentos, o sistema concluiu as missões sem intervenção humana em 90% dos testes com quatro robôs e em 70% das tentativas com oito unidades. Quando ocorriam falhas, os próprios robôs conseguiam recuperar a formação e retomar a operação.
Embora a tecnologia ainda esteja em fase experimental, os pesquisadores acreditam que ela poderá ser utilizada futuramente em cidades cortadas por rios e canais, como Amsterdã e Veneza, além de aplicações offshore, inspeção e manutenção de estruturas marítimas, monitoramento ambiental, operações de resgate e criação de plataformas temporárias em locais de difícil acesso.
Antes disso, será necessário ampliar a escala das embarcações e adaptar o sistema para operar em ambientes com ondas mais intensas, substituindo os sensores utilizados em laboratório por tecnologias como GPS e sistemas de visão computacional.
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