Robôs suíços participam de missão espacial

Philip Arm operando "Dobby" no laboratório em Zurique. swissinfo.ch / Michele Andina

Uma equipe de pesquisa desenvolve na Suíça "enxames" de pequenos robôs para enviar às futuras missões à Lua ou Marte. A vantagem é óbvia: se um deles falhar, seus "colegas" assumem sua tarefa e continuam a missão de acordo com o planejado. Visitamos o laboratório em Zurique.

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Ele está deitado no chão como um cachorro preguiçoso. É somente quando Philip Arm pressiona um botão em seu controle remoto que “Dobby” se levanta e começa a se mover autonomamente em direção a uma palete de madeira.

O robô ambulante de quatro patas da Escola Politécnica Federal de Zurique (ETHLink externo, na sigla em alemão), batizado em homenagem a um personagem de “Harry Potter”, pode coletar dados importantes para pesquisas sobre outros corpos celestes no futuro.

O crescente interesse pela Lua e Marte levou a uma verdadeira corrida nos últimos anos. Numerosas nações e indivíduos privados super ricos estão envolvidos. As novas tecnologias, os interesses econômicos e geopolíticos dos Estados empenhados na exploração espacial desempenham um papel importante.

Soma-se a isso o interesse científico em dados sobre geologia e clima, bem como a busca por água e possível vida fora da Terra. Numerosas missões à Lua e a Marte estão atualmente planejadas ou são anunciadas continuamente.

“As áreas mais interessantes na Lua ou em Marte geralmente estão em crateras ou em terrenos muito difíceis, que podem ser extremamente rochosos ou íngremes”, diz Arm. “E é exatamente aí que um robô ambulante como esse tem vantagens.”

Em comparação com uma sonda móvel, que é pesada e cujas rodas podem ficar presas na poeira da Lua ou de Marte, um robô com pernas de 50 quilos se move com muito mais agilidade.

Dobby sobe facilmente uma palete com uma rampa escorregadia e, se escorregar, simplesmente tenta novamente. “É extremamente difícil fazer esse robô cair”, diz o pesquisador com uma risada.

Um por todos, todos por um

Além disso, vários robôs da equipe aumentam as chances de uma missão. Alguns deles são generalistas, outros têm várias tarefas específicas a executar: mapeamento, encontrar rochas específicas, realizar medições e análises. Vários robôs podem fazer algo assim mais rápido, diz Arm.

E se um robô em um grupo falhar, seus colegas de equipe podem simplesmente continuar seu trabalho. “Em um enxame de robôs, é muito mais fácil compensar uma falha em uma missão”, e a missão não precisa ser abandonada.

Os robôs têm origem na mesma empresa, a Anybotics, que é uma a spin-off da ETH. Eles já estão sendo utilizados em várias indústrias, por exemplo, para inspeções de infraestruturas ferroviárias ou em zonas de segurança de instalações químicas.

Com um pequeno enxameLink externo desses robôs ambulantes, o grupo liderado por Hendrik Kolvenbach, cientista sênior do Laboratório de Sistemas Robóticos da ETH, onde Arm também está pesquisando, venceu uma competiçãoLink externo da Agência Espacial Europeia (ESA) em abril de 2023 juntamente com o Centro de Pesquisa em Tecnologia da Informação da Alemanha e outros parceiros na Suíça.

Esse robô foi apelidado de “Harry Potter”. swissinfo.ch / Michele Andina

Por que a parte de baixo de uma pedra é interessante

O objetivo da competição era encontrar e identificar minerais em um local de teste em Luxemburgo que simula as regiões polares sombrias da Lua. Três robôs trabalharam juntos e conseguiram convencer o júri. A equipe de pesquisa suíço-alemã ganhou financiamento para desenvolver ainda mais a tecnologia no próximo ano.

O interessante dessa competição foi que todos os grupos de pesquisa bem-sucedidos usaram robôs que caminham, diz Kolvenbach.

Hendrik Kolvenbach, pesquisador do laboratório de robótica da ETH. swissinfo.ch / Michele Andina

Portanto, a ideia parece estar alinhada com uma tendência. Institutos de pesquisa alemães e o Centro Aeroespacial Alemão (DLR), em particular, também estão trabalhando para que vários robôs trabalhem juntos como uma equipe.

O próximo passo na ETH agora é integrar vários sistemas, incluindo robôs volantes ou mesmo voadores que poderiam formar uma equipe junto com Dobby e, assim, estariam ainda mais amplamente posicionados para uma possível missão.

Em Zurique, Philip Arm faz agora com que o cão-robô mova uma pedra de lava com a pata para nos mostrar como Dobby poderia agir na Lua.

Como os ventos solares varrem as superfícies da Lua ou de Marte com muita força, a parte inferior de uma pedra é muito reveladora para a pesquisa. Ela não é exposta a forte radiação cósmica e, portanto, permite análises muito mais precisas dos minerais na pedra do que diretamente na superfície da Lua ou de Marte.

Pesquisadores de várias disciplinas

O Laboratório de Sistemas Robóticos da ETH trabalha de modo interdisciplinar juntando ali a engenharia mecânica clássica, a ciência da computação, a eletrônica e a robótica. Uma dúzia de robôs que caminham ou têm rodas estão esperando em várias mesas para suas missões de teste. Sua equipe está particularmente interessada em ambientes desafiadores, afirma Kolvenbach. Os testes são frequentemente realizados em uma pedreira na Suíça.

A equipe também inclui a geofísica planetária Anna Mittelholz, que está buscando seu próprio projeto chamado “Lunar LeaperLink externo” com o robô de três pernas “Space Hopper”.

Ela quer usar o robô saltitante para investigar um buraco na Lua que se acredita ter sido criado pelo colapso de um túnel de lava subterrâneo e, portanto, pode ser uma conexão com ele.

As descobertas dessas investigações podem desempenhar um papel no futuro no planejamento de uma base para missões mais longas de humanos na Lua.

Mittelholz também vê uma clara vantagem em um enxame: “É claro que isso seria muito mais fácil se pudéssemos realizar nossas medições de forma mais abrangente e abordar esse buraco de diferentes lados e com diferentes instrumentos”, diz ela.

E essa equipe de robôs também seria um trunfo para documentar uma missão, porque eles poderiam filmar uns aos outros e enviar essas imagens de vídeo de volta à Terra enquanto realizam experimentos.

Na Lua ou em Marte, é claro, os robôs não seriam controlados remotamente, mas teriam que trabalhar de forma autônoma e em rede. Isso porque o atraso dos sinais de rádio para a Terra é de alguns segundos (Lua) a minutos (Marte). Os robôs seriam carregados por meio de células solares.

Além disso, existem alguns fatores que podem afetar os robôs distantes da Terra. Como não há atmosfera, a termorregulação é muito mais difícil, diz Arm.

Radiação cósmica mais alta também deve ser levada em conta, por exemplo, em eletrônica. “E é muito, muito empoeirado, arenoso e rochoso, onde o robô tem que se mover.”

A ideia com o enxame é um projeto de longo prazo

É por isso que a equipe liderada pelo robô Dobby confia em primeiro lugar em simulações de computador antes de montar um novo sistema. Afinal, o orçamento também deve ser levado em conta, pois um robô custa tão caro quanto um carro de luxo.

O laboratório arrecada seus fundos principalmente por meio de financiamento de pesquisa internacional e nacional, mas também por meio de competições como a que a equipe da ETH venceu no ano passado.

Para o projeto do enxame, os pesquisadores estão planejando com um horizonte de tempo de longo prazo. “Com o Dobby, é mais provável que testemos tecnologias que serão relevantes em 10 a 20 anos, porque é um sistema relativamente grande e complexo”, diz Arm.

O Space Hopper, por outro lado, é mais simples e pode estar pulando na Lua em apenas cinco a dez anos. O pequeno amigo de três patas já passou por um teste de ausência de peso em um chamado voo parabólico.

Enquanto isso, o amigo de quatro patas Dobby já mostrou hoje o suficiente, ele já está novamente preguiçoso, ou melhor, deixa as baterias serem carregadas, para seu próximo uso de teste.

Edição: Sabrina Weiss

Adaptação: DvSperling