Embarcações Robóticas Pequenas Constrõem Estruturas Flutuantes

Uma Nova Era de Infraestrutura Flutuante

A maioria das pessoas vê a waterfront como a borda da cidade, mas uma equipe de pesquisadores do MIT enxerga-a como um dinâmico canteiro de obras, digno de Lego. O novo sistema, chamado FloatForm, consiste em um enxame de pequenas embarcações robóticas quadradas que se auto-assemblem em estruturas maiores na água, se desmantelam e se reconfiguram, tudo isso com mínima intervenção humana.

Cada robô, do tamanho de um prato de jantar e medindo 21 centímetros quadrados, é um vaso autônomo que possui seus próprios propulsores, sensores e ganchos magnéticos. Juntas, essas embarcações sugerem um futuro em que a infraestrutura flutuante pode se tornar mais adaptativa: uma plataforma temporária após uma emergência, um mercado em um canal ou um palco que aparece para um festival e desaparece quando a multidão se dispersa.

Visão de um Futuro Programável

“Nossos projetos FloatForm imaginam um futuro em que a waterfront se torna uma extensão programável da cidade, onde barcos autônomos podem se organizar em pontes, plataformas e outras estruturas úteis sob demanda”, afirma Daniela Rus, professora de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação no MIT e diretora do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial (CSAIL) do MIT. “Esse tipo de robótica distribuída abre novas possibilidades para mobilidade, resposta a emergências, espaço público e infraestrutura sobre a água.”

Wei Wang, autor principal de um novo artigo sobre o projeto e ex-cientista de pesquisa do MIT, ressalta: “Com o FloatForm, estamos essencialmente transformando superfícies de água estáticas em espaços dinâmicos e programáveis. Imagine um ambiente urbano onde o espaço público não é fixo, mas pode se expandir, contrair ou reconfigurar-se autonomamente sob demanda.”

Uma Resposta Biológica ao Desafio

O projeto do FloatForm é inspirado pela natureza, especificamente pelo comportamento de formigas de fogo que sobrevivem a inundações formando plataformas vivas. “Cada formiga é um agente independente”, explica Alejandro Gonzalez-Garcia, ex-pesquisador do MIT CSAIL e do Senseable City Lab. “Queríamos que cada robô tivesse suas próprias capacidades, assim como as colônias de formigas formam uma balsa.”

Mais uma vez, os pesquisadores conseguiram evitar a dependência de um computador central que dita cada movimento, tornando o sistema mais resistente e escalável. A complexidade do planejamento na abordagem FloatForm depende somente dos vizinhos imediatos de um robô, não do tamanho total do enxame.

Experimentos e Resultados

Nos experimentos realizados no MIT, uma frota de oito robôs se reuniu repetidamente a partir de posições aleatórias em uma forma-alvo, prendeu-se em uma estrutura rígida, desmontou-se sob comando, reconfigurou-se em uma nova configuração e, então, se movimentou pelo espaço aquático como um único vaso.

“A beleza dessa abordagem descentralizada é que a computação não se torna um calcário à medida que o enxame cresce”, diz Wang. “Se você estiver trabalhando com oito barcos ou 80, toda a frota se coordena e se movimenta simultaneamente.”

Mecanismo de Conexão Inovador

Os robôs se conectam por meio de um mecanismo de gancho oculto dentro de cada casco. Um motor servo único aciona uma estrutura auxética inspirada em origami, que contrai uniformemente em todas as direções ao mesmo tempo, permitindo que os ímãs em todas as quatro laterais se juntem ou se soltem ao se moverem a distâncias de 10 a 15 centímetros. Isso garante que os barcos se montem em grades quadradas uniformes.

Portanto, a estrutura não apenas fornece estabilidade e resistente a ondas e correntes, mas também opera com um baixo consumo de energia, que se torna crítico quando as configurações precisam ser mantidas por longos períodos.

Os pesquisadores do MIT vislumbram um futuro em que o espaço público na água não apenas se expande, mas também se adapta às necessidades dinâmicas da sociedade. O FloatForm é apenas o começo dessa revolução flutuante.