Para não fazer feio em campo

 

Diz-se que um bom jogador de futebol deve saber cair em campo. Senão, a probabilidade de lesões – e de que o juiz perceba caso a queda tenha sido proposital – é maior. Pensando nisso, cientistas chilenos desenvolveram métodos para que robôs humanoides que participam de campeonatos de futebol consigam cair de forma controlada e minimizem assim os danos em suas articulações e em peças importantes da sua estrutura.

Liderada pelo engenheiro elétrico Javier Ruiz-del-Solar, da Universidade do Chile, a equipe teve a ideia ao constatar que, embora haja muitos trabalhos a respeito da caminhada de robôs humanoides, pouquíssimos tratam de suas possíveis quedas. Por não terem uma sequência de movimentos programada para esse momento, os robôs caem como um peso morto e por vezes suas estruturas sofrem danos.

Clique na imagem para assistir ao vídeo que mostra as estratégias desenvolvidas por pesquisadores chilenos para diminuir o impacto das quedas de robôs humanoides (imagens: Javier Ruiz-del-Solar).

“Se mesmo nós, seres humanos, que temos um sistema de controle de movimento centenas de vezes superior ao robótico, caímos, é natural que isso também aconteça com robôs humanoides”, pondera Ruiz-del-Solar. “Portanto, é imprescindível que eles consigam enfrentar uma queda, até mesmo para ter mais controle sobre a caminhada.”

Quedas mais suaves
Inspirados pelas artes marciais, os pesquisadores usaram equações matemáticas para deduzir movimentos que pudessem suavizar as quedas dos robôs durante uma partida de futebol. Entre as ações apontadas estão: dobrar os joelhos antes de cair; usar partes mais resistentes da estrutura para proteger outras mais frágeis; e movimentar-se de modo que uma área maior do corpo tenha contato com o chão durante a queda, para distribuir melhor seu impacto.

Em seguida, a equipe programou esses movimentos em simulações em computador e, posteriormente, em um robô verdadeiro. “Simulamos quedas de alto e baixo impacto de costas, de frente e de lado”, explica o engenheiro. As quedas de alto impacto são as observadas atualmente, que ocorrem de forma descontrolada. Já as de baixo impacto são aquelas que obedecem à sequência de movimentos programada no robô.

Durante as simulações em computador, os pesquisadores mediram o impacto de cada tipo de queda sobre as articulações e verificaram que as de alto impacto são muito mais danosas. “Na queda de alto impacto, o primeiro ponto de contato com o chão foi a cabeça, enquanto na de baixo impacto, foi o braço direito”, acrescentam os pesquisadores no artigo que descreve o estudo, publicado na revista Robotics and Autonomous Systems.

Esses resultados foram reforçados por medições da velocidade e da aceleração da queda feitas nos testes com o robô verdadeiro. Quando o robô dobrava as pernas, por exemplo, os danos eram significantemente menores do que quando ele caía sem acionar essa sequência de movimentos.

De robôs a humanos
As estratégias propostas por Ruiz-del-Solar foram idealizadas inicialmente para uso em uma competição de futebol de robôs chamada RoboCopa. Mas elas não se limitam a essa aplicação. “As mesmas estratégias poderiam ser adotadas por qualquer robô que caminhe”, comenta o engenheiro.

Segundo ele, os seres humanos também podem ser beneficiados pelo estudo. Essas sequências de movimentos poderiam ser aplicadas em próteses robóticas implantadas em humanos para que elas também sigam um padrão em quedas.

Mas as próteses precisariam ser adaptadas, pois atualmente elas não são capazes de interpretar as informações do corpo humano que indicam que vai ocorrer uma queda. “Seria necessário equipar a prótese com sensores que desencadeiem uma sequência de movimentos para ajudar a pessoa a cair como se ela tivesse seu membro original”, explica Ruiz-del-Solar.

Embora a equipe chilena tenha desenvolvido sequências de queda aplicáveis a muitas situações, Ruiz-del-Solar enfatiza que essas estratégias são apenas iniciais. “Não acreditamos que essa seja a solução definitiva”, afirma. “Com esse estudo pretendemos, antes de tudo, chamar atenção para a questão de como um robô deve cair, que havia sido deixada de lado por outras pesquisas.”

Os pesquisadores pretendem agora testar as metodologias de queda no time chileno que participará da próxima RoboCopa, que será realizada este ano na Áustria. 
 

Isabela Fraga
Ciência Hoje On-line
09/06/2009