Chegando aos recifes de coral: enxames de Bluebot

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Chegando aos recifes de coral: enxames de Bluebot

Bluebot dimensionado

Foto: Grupo de Pesquisa em Sistemas Auto-Organizáveis.

Cardumes de peixes robóticos que conseguem coordenar os seus movimentos sem qualquer controlo externo foram desenvolvidos por cientistas da Universidade de Harvard, nos EUA.

Eles esperam que a descoberta permita o desenvolvimento de “enxames” subaquáticos de robôs em miniatura equipados para realizar tarefas de monitorização ambiental, especialmente em ambientes frágeis como os recifes de coral. Dizem também que os seus “Bluebots” estão a permitir uma melhor compreensão do comportamento de cardume dos peixes.

Os cardumes de peixes usam comportamentos sincronizados complexos para ajudá-los a encontrar comida, migrar e fugir de predadores, diz a equipe, mas não dependem de sinais dos líderes ou da comunicação entre si. Em vez disso, cada peixe toma as suas próprias decisões com base no que vê os seus vizinhos fazerem.

Os cientistas aplicaram esse princípio à robótica pelo que dizem ser a primeira vez, e criaram o que chamam de “Blueswarm” composto de Bluebots individuais no laboratório da Profa Radhika Nagpal.

“Os robôs são frequentemente implantados em áreas inacessíveis ou perigosas para os humanos; áreas onde a intervenção humana pode nem ser possível”, diz o primeiro autor do estudo, Florian Berlinger, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A Paulson de Harvard (SEAS) e do Instituto Wyss de Engenharia Biologicamente Inspirada.

“Nessas situações, é realmente benéfico ter um enxame de robôs altamente autônomo e autossuficiente. Usando regras implícitas e percepção visual 3D, conseguimos criar um sistema que possui um alto grau de autonomia e flexibilidade debaixo d'água, onde coisas como GPS e wi-fi não são acessíveis.”

O sistema de coordenação é baseado em luzes LED azuis. Cada Bluebot carrega duas câmeras e três dessas luzes. As câmeras detectam os LEDs dos Bluebots próximos e usam um algoritmo para determinar sua distância, direção e rumo.

22 de Janeiro de 2021

“Se quisermos que os robôs se agreguem, então cada Bluebot calculará a posição de cada um dos seus vizinhos e mover-se-á em direcção ao centro”, disse Berlinger. “Se quisermos que os robôs se dispersem, os Bluebots fazem o oposto. Se quisermos que eles nadem como um cardume em círculos, eles serão programados para seguir as luzes diretamente à sua frente no sentido horário.”

Os pesquisadores também conseguiram simular uma missão de busca simples.

Usando o algoritmo de dispersão, os Bluebots se espalharam por um tanque até que um chegasse perto o suficiente de uma luz vermelha para detectá-lo. Isso fez com que seus LEDs começassem a piscar, o que por sua vez acionou o algoritmo de agregação nos outros Bluebots para que todos se agregassem em torno do robô sinalizador.

A pesquisa é publicada na Science Robotics.

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