Formiga robótica é o primeiro robô a navegar sem GPS

Redação do Site Inovação Tecnológica -  28/02/2019

Apesar de se parecer mais com uma aranha, esta é a "formiga robótica", o primeiro robô a navegar sem depender de GPS. [Imagem: Julien Dupeyroux/ISM/CNRS/AMU]

Formiga robótica

Os olhos humanos não têm sensibilidade para a polarização da luz e não conseguem detectar a radiação ultravioleta.

Mas são justamente essas duas informações que algumas formigas usam para se localizar, saindo em busca de comida e retornando ao formigueiro.

As formigas do deserto (Cataglyphis), em particular, podem cobrir várias centenas de metros sob a luz direta do Sol no deserto para encontrar comida, e depois retornam em linha reta para o ninho, sem se perder. Elas não podem usar feromônios: eles evaporariam instantaneamente com a temperatura escaldante.

Seu extraordinário talento de navegação se baseia em duas informações: a direção, medida com uma espécie de "bússola celestial" que usa a luz polarizada do céu, e a distância percorrida, medida simplesmente contando passos e incorporando a taxa de movimento relativa em relação ao Sol medida opticamente por seus olhos.

Distância e direção são as duas informações fundamentais que, uma vez combinadas, permitem que as formigas retornem para casa.

Navegação sem GPS

Julien Dupeyroux e seus colegas da Universidade de Aix-Marselha, na França, inspiraram-se nesse mecanismo para criar uma formiga robótica, ou AntBot, um robô com capacidade total de navegação que não depende em nada dos sinais de GPS.

O AntBot imita a capacidade de navegação das formigas do deserto usando uma bússola óptica para determinar seu rumo por meio da luz polarizada, e um sensor de movimento óptico direcionado para o Sol para medir a distância percorrida.

De posse dessa informação, o AntBot demonstrou ser capaz de explorar seu ambiente e retornar à base com uma precisão de até 1 cm após ter percorrido uma distância total de 14 metros.

Pesando apenas 2,3 kg, este robô tem seis pés para maior mobilidade, permitindo que ele se mova em ambientes complexos, precisamente onde robôs com rodas ou lagartas saem-se mal, como em áreas de desastre, terrenos acidentados, exploração de terrenos extraterrestres etc, garante a equipe.

De fato, a navegação dos robôs espaciais é complicada porque não existem sinais de GPS em outros planetas ou na Lua.

O grande avanço desse robô biomimético está em sua "bússola celeste". [Imagem: Julien Dupeyroux et al. - 10.1126/scirobotics.aau0307]

Bússola celeste

A bússola celestial usada pelo robô é composta por apenas dois píxeis, tendo no topo dois filtros polarizados que se tornam equivalentes a um sensor óptico composto por duas linhas de 374 píxeis.

Já existiam equipamentos que fazem esse mesmo trabalho - um deles custa €78.000. A inovação da equipe reduziu esse custo para algumas centenas de euros.

O cérebro do robô é um microcontrolador Raspberry Pi, e a equipe incluiu nele um sensor GPS para aferir os desvios de posição em relação ao novo sistema de navegação e comparar os resultados de um e de outro. O sensor inspirado na formiga venceu largamente, com uma perda mínima de precisão de 0,17% em passeios de 14 metros, enquanto os sinais de GPS civis têm uma imprecisão de 4,9 metros.

Bibliografia:

AntBot: A six-legged walking robot able to home like desert ants in outdoor environments
Julien Dupeyroux, Julien R. Serres, Stéphane Viollet
Science Robotics
Vol.: 4, Issue 27, eaau0307
DOI: 10.1126/scirobotics.aau0307