Uma breve história da robótica – Robôs modernos

A viagem continua na história da robótica para as formas da robótica moderna

Nos últimos 80 anos, graças ao enorme progresso tecnológico, os robôs transformaram-se de uma utopia futurista para uma parte integrante do mundo moderno. Que tipos de robôs existem, como se distinguem e que diferentes benefícios têm, apresentamos no artigo.

Tal como anunciado na Parte 1 (Início do Presente da Robótica) do artigo, continuamos agora com a curta excursão ao mundo da robótica.

Robótica Industrial

Actualmente, a maior área de aplicação da robótica é a robótica industrial. O primeiro “manipulador” moderno programável foi patenteado pelo inventor americano George Devol em 1954. Ele e o seu parceiro comercial Joseph Engelberger lançaram então o “Unimate” em 1960, o primeiro braço robotizado industrial operado hidraulicamente que podia executar alguns comandos armazenados num tambor magnético. Apenas um ano depois, esta invenção foi utilizada para trabalhos de soldadura particularmente perigosos numa linha de produção da General Motors, abrindo o caminho para as linhas de produção totalmente automatizadas que hoje conhecemos de muitos sectores industriais.

Os robôs industriais são classicamente fixados num só lugar, normalmente têm um braço (pinça), e também não estão equipados com muita “inteligência”. Embora possam desempenhar uma variedade de tarefas, a sua imobilidade significa que têm apenas um ambiente imutável, pelo que é necessária pouca ou nenhuma interacção com ele. Em termos de segurança, tais armas robotizadas são blindadas estruturalmente ou por barreiras de luz ou similares, uma vez que, por exemplo, os humanos que se aproximam dos robôs em movimento não são detectados e existe um risco considerável de ferimentos.

Robôs móveis

No entanto, os primeiros robôs móveis, ou seja, robôs que podiam mover-se num determinado ambiente, embora remotamente, foram desenvolvidos no MIT apenas alguns anos mais tarde, em 1968.
Entre 1966 e 1972, o Stanford Research Institute nos Estados Unidos desenvolveu o robô “Shakey”, que executava um comando fixo (empurrando um bloco de uma plataforma) através do seu próprio planeamento de tarefas, sendo assim considerado o primeiro robô autónomo móvel do mundo. As marcas dos robôs móveis autónomos são que podem mover-se e agir autonomamente no seu ambiente, e pode haver várias gradações no grau de autonomia. Por exemplo, um subcampo separado de robótica móvel autónoma é a condução autónoma, que é a participação sem condutor de veículos motorizados no tráfego rodoviário. As tarefas que a condução autónoma tem de dominar como caso de utilização são muito especiais e complexas e, portanto, não podem ser comparadas com outros cenários de robótica móvel autónoma.

Sistemas de transporte autónomos – AGV

Os sistemas autónomos de transporte, também conhecidos como AGV (Automated Guided Vehicles), representam uma intersecção entre os robôs industriais e a robótica autónoma móvel. Estes veículos de transporte sem condutor têm a sua própria tracção (eléctrica) e são utilizados em ambientes industriais como um substituto flexível para correias transportadoras de espaço intensivo ou como uma solução inteligente em armazéns. A navegação é normalmente (parcialmente) autónoma.

Robô cobot

Em contraste com os robôs industriais, que representam um risco de lesões para os seres humanos devido às possibilidades de interacção quase inexistentes e à velocidade e força com que as tarefas são executadas e estão protegidos com barreiras protectoras, os cobots são robôs com tecnologia de sensor fino e risco reduzido de lesões que trabalham directamente com seres humanos. Contudo, embora este software robotizado possa detectar e reagir a riscos de colisão com pessoas ou objectos (reduzindo a velocidade a uma paragem), medidas de segurança tais como interruptores de paragem de emergência ou monitorização humana ou controlo remoto continuam a ser necessárias.

Robôs humanóides

Os chamados robots humanóides aproximam-se da antiga ideia de um ser humano semelhante a uma máquina. O Japão é considerado o pioneiro neste campo, desde que o primeiro robô humanóide “Wabot 1” foi apresentado na Universidade Waseda em Tóquio, em 1973, e a empresa Honda, actualmente conhecida por automóveis, lançou o seu próprio programa de investigação para robôs humanóides em 1986. O desenvolvimento de robôs humanóides tem de enfrentar muitos desafios técnicos difíceis, começando pela forma bastante instável de locomoção em duas pernas, aos procedimentos complexos de execução de tarefas com dois braços e mãos, às capacidades sofisticadas de reacção e interacção com o ambiente. No entanto, na investigação ou para fins de exibição, os robôs humanóides já conseguiram realizar actividades bastante espantosas como andar de bicicleta, apanhar e atirar uma bola, servir bebidas, ou tocar trompete. No sector comercial, a Honda lançou “ASIMO” em 2004, que também está em contínuo desenvolvimento, mas nenhum robô humanóide atingiu ainda a maturidade do mercado ou a sua utilização generalizada. O objectivo dos robots humanóides é principalmente ser utilizados como ajudantes multifuncionais para humanos, por exemplo, no lar ou como alívio para cuidados a idosos. Esta intenção também falha devido à baixa aceitação social dos robots humanóides. A grande vantagem dos robots humanóides seria que poderiam mover-se mais facilmente no ambiente feito para humanos (casas, escadas, tráfego), devido às dimensões semelhantes às dos humanos e ao modo de locomoção comparável, sem exigir medidas de adaptação estrutural extensivas.

Robô de serviço

Os robôs de serviço são, na sua maior parte, cobots, ou seja, robôs controlados ou autónomos que são utilizados numa grande variedade de áreas da vida em cooperação com seres humanos, por exemplo, em cirurgia, onde os robôs apoiam o trabalho muito preciso do cirurgião. Projectos-piloto iniciais para a utilização de robôs de serviço estão também a ser realizados na área mais tradicionalmente orientada da agricultura ou para fins terapêuticos para o sistema músculo-esquelético humano.

O ramo da ciência e tecnologia da robótica, que é na realidade uma disciplina transversal abrangente entre a tecnologia e a ciência natural, já trouxe à humanidade um longo caminho na realização da ideia de robôs. Já foram feitos grandes progressos através da interacção de disciplinas como a construção, mecatrónica, engenharia de software, tecnologia de sensores, e assim por diante.

O que é que o futuro reserva para a robótica?

No entanto, estamos ainda muito longe das “pessoas-máquina” que são completamente independentes do controlo humano, como nos tem sido demonstrado na literatura e nos filmes. É verdade que cada vez mais “robôs de serviço” tais como cortadores de relva robotizados ou aspiradores estão a povoar as nossas casas, e num horizonte temporal de 10 anos é possível que as nossas ruas sejam utilizadas por veículos autónomos. Contudo, a complexidade da percepção humana, a locomoção e a capacidade de reagir e interagir com o ambiente são únicas e ainda estão longe de ser cem por cento tecnicamente replicáveis.

No entanto, nenhuma empresa e nenhum sector da economia será capaz de passar sem tecnologia robotizada no futuro.

Autora: Lena Sophie Franke

ARTI is developing software for autonomous mobile robots. Robust enough for real-world scenarios, indoor and outdoor, and suitable for different industrial fields. ARTI offers modular AI-kits as well as full turnkey products. Our customers can pick precisely the solution they need, either build a complete robotic system from scratch or improve existing products by adding artificial intelligence.

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