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Publicado em: 17/05/2012

Projeto desenvolve robótica de enxame

Danielle Kiffer

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Os pequenos robôs são programados para                      realizar tarefas em conjunto

Inspirada nas características de insetos que vivem em bando, como as abelhas, a robótica de enxame se constitui de máquinas pequenas e simples, que agem em grupo e podem realizar tarefas complexas e árduas, como a busca de elementos radioativos em um local contaminado. A pesquisadora Nadia Nedjah, professora da Faculdade de Engenharia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj), e equipe, que conta com professores da Uerj, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), vêm desenvolvendo e aprimorando esta tecnologia. O estudo é apoiado pela FAPERJ pelo programa "Pensa Rio – Apoio ao Estudo de Temas Relevantes e Estratégicos para o Estado do Rio de Janeiro".  

Para explicar como tudo isso funciona, a pesquisadora recorre ao exemplo das formigas que, embora não tenham um cérebro desenvolvido, não sendo individualmente muito inteligentes, nem tenham uma boa visão, conseguem realizar trabalhos complexos, como encontrar e usar o menor caminho do ninho à comida ou a construção de pontes vivas. "Para isso, as formigas interagem entre si e com o ambiente ao redor", explica Nadia. A inteligência de enxame, ou swarm intelligence, emprega este princípio para descobrir soluções inovadoras para problemas existentes. “Trouxemos esta adaptação para a inteligência artificial”, completa.

Na prática, tudo acontece da seguinte forma: a pesquisadora adquire robôs da Suíça e dos Estados Unidos, por exemplo, que são adaptados, pela equipe, para uso nas mais diversas situações, que podem ser o salvamento de vítimas de um terremoto, em que a presença de bombeiros é arriscada. Para isso, os estudiosos desenvolvem cálculos matemáticos, ou algoritmos, para determinar como seria a ação dos robôs, considerando-se o ambiente externo, como um terreno acidentado, e como esse salvamento seria viabilizado. Esses algoritmos servem para criar programas que, inseridos nos robôs, passam a determinar sua atuação. Dotados com diferentes tipos de sensores, os robôs são capazes de avisar quando encontram vida sob os escombros e só param a busca quando alcançam seu objetivo ou quando termina a bateria. Dessa forma, não é necessário controle remoto nem nenhum tipo de comando: os programas criados controlam todas as suas ações. "É no desenvolvimento e aprimoramento dos algoritmos que alimentam esses programas que nossa equipe tem trabalhado", afirma Nadia.

“Dependendo da situação, podemos fazer com que os robôs andem em fila, se locomovam como em um cardume de peixes, ou se dividam em grupos para atuar em tarefas diferentes, mas colaborando entre si e se harmonizando para uma única finalidade. Alguns algoritmos permitem que os robôs formem uma ponte, assim como as formigas fazem para atravessar um terreno acidentado, com buracos maiores do que elas”, explica. A pesquisadora ainda ressalta que a equipe está trabalhando para  criar situações em que as máquinas redistribuam suas tarefas no caso em que um dos robôs venha a falhar no meio de uma missão.

Diversos testes já foram realizados em laboratório, todos eles bem-sucedidos. Entre eles, encontrar, em uma sala, focos de contaminação radioativa, simulados por pontos de luz, ou realizar seleção e separação de lixo. No primeiro caso, os robôs foram programados para parar somente depois de encontrarem os focos luminosos; no segundo, os robôs foram munidos de sensores para identificar diferentes tipos de lixo, como o papelão, e programados para separá-los do resto. 

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Robôs voadores poderão, futuramente, monitorar     grandes áreas verdes para detectar desmatamento

Numa segunda etapa do projeto, Nadia e sua equipe estão criando algoritmos para um tipo de máquina diferente: os robôs voadores. “Poderíamos aplicar essas máquinas para a supervisão de desmatamento em grandes áreas, como a Amazônia. Os robôs sobrevoariam um local específico e, ao avistar áreas desmatadas, avisariam, por sensores, uns aos outros até que a informação chegasse ao computador de um dos integrantes do grupo, que estivesse monitorando a tarefa”, explica. As possibilidades de aplicações para esse tipo de tecnologia são inúmeras.

De acordo com a pesquisadora, tanto quanto o mapeamento de locais de difícil acesso ou a ajuda para detectar o transporte de substâncias proibidas em bagagens em aeroportos, também futuras explorações de outros planetas poderão ser realizadas utilizando os princípios da robótica de enxame. “Vamos continuar trabalhando no desenvolvimento de inteligência de enxame até que possamos colocá-las em prática. Tudo isso vai ajudar muito nas situações mais difíceis de nosso cotidiano”, finaliza.