Almofadas elásticas nas patas permitem que cães robôs corram mais longe e por mais tempo

Engenheiros da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul projetaram pés porosos para robôs quadrúpedes que podem armazenar a energia do impacto com o solo e devolvê-la no próximo passo. Molas convencionais e amortecedores não eram eficazes porque só funcionam em andamentos rápidos, então, para um robô cão de inspeção que se move lentamente, outros mecanismos de recuperação de energia eram necessários. Os pés propostos são hemisféricos e impressos em 3D a partir de um polímero flexível na forma de uma superfície mínima triplamente periódica (TPMS), uma treliça tridimensional contínua de poros e barras repetidos que combina baixo peso, rigidez ajustável e a capacidade de absorver e liberar energia mecânica armazenada. Os pesquisadores testaram três estruturas de treliça — simples, giroide e diamante — e descobriram que a treliça de diamante com densidade relativa de 60% teve o melhor desempenho: deformou-se suficientemente, armazenou muita energia e perdeu relativamente pouca energia para o atrito interno. Como os pés elásticos sozinhos eram insuficientes — com um andamento inadequado, a energia armazenada se dissipa ou faz o corpo do robô balançar, forçando os motores elétricos a corrigir sua postura — os engenheiros treinaram um controlador por meio de aprendizado por reforço profundo. O modelo incorporou a deformação e recuperação da estrutura TPMS, e a função de recompensa incentivou movimentos que alinhavam o trabalho dos atuadores com o armazenamento e a liberação de energia elástica no contato com o solo. O sistema foi testado em um robô quadrúpede RBQ-10, comparando os novos pés com os suportes hemisféricos sólidos convencionais. O robô manteve a estabilidade em toda a faixa de velocidades, reduzindo o consumo médio de bateria em 1,4–6,2% em velocidades de 0,4 a 1 m/s. O desenvolvimento é destinado a robôs usados em inspeções, transporte de carga e operações de busca e resgate, onde a operação autônoma prolongada é crítica.