Rishi Jangale e Derek Pravecek com RoboBall III. Crédito da imagem: Emily Oswald/Texas A&M Engineering.
Por Alyssa Schaechinger
Enquanto trabalhava na NASA em 2003, o Dr. Robert Ambrose, diretor do Laboratório de Design de Robótica e Automação (RAD Lab), projetou um robô sem parte superior ou inferior fixa. Sendo uma esfera perfeita, a RoboBall não podia virar e a sua forma prometia acesso a locais que as máquinas com rodas ou pernas não conseguiam alcançar – desde a cratera lunar mais profunda até às areias irregulares de uma praia. Dois de seus alunos construíram o primeiro protótipo, mas então Ambrose arquivou a ideia para se concentrar em veículos espaciais dirigíveis para astronautas.
Quando Ambrose chegou à Texas A&M College em 2021, ele viu uma probability de reacender sua ideia. Com financiamento da Iniciativa de Pesquisa do Chanceler e da Iniciativa de Pesquisa da Universidade do Governador, Ambrose trouxe o RoboBall de volta à vida.
Agora, duas décadas após a ideia unique, o RoboBall está sendo implementado na Texas A&M College.
Dirigido pelos estudantes de pós-graduação Rishi Jangale e Derek Pravecek, o RAD Lab pretende enviar RoboBall, um novo robô esférico, para um terreno desconhecido.
Jangale e Pravecek, ambos Ph.D. alunos do Departamento de Engenharia Mecânica J. Mike Walker ’66 desempenharam um papel significativo para fazer a bola rolar mais uma vez.
“O Dr. Ambrose nos deu uma oportunidade incrível. Ele nos dá an opportunity de trabalhar no RoboBall da maneira que quisermos”, disse Jangale, que começou a trabalhar no RoboBall em 2022. “Nós nos gerenciamos e podemos levar o RoboBall na direção que quisermos.”
Pravecek ecoou essa sensação de liberdade. “Trabalhamos como engenheiros reais realizando tarefas de engenharia. Esta pesquisa nos ensina coisas além do que lemos nos livros didáticos”, disse ele. “É realmente o melhor dos dois mundos.”
Robô em um airbag
No centro do projeto está o conceito simples de “robô em um airbag”. Duas versões agora existem em conjunto. RoboBall II, um protótipo de 60 centímetros de diâmetro, é ajustado para testes, monitorando a produção de energia e algoritmos de controle. RoboBall III tem um diâmetro de 6 pés de diâmetro e foi construído com planos para transportar cargas úteis como sensores, câmeras ou ferramentas de amostragem, para missões do mundo actual.
Os próximos testes continuarão a levar o RoboBall para ambientes externos. Os investigadores do RAD Lab estão a planear testes de campo nas praias de Galveston para demonstrar uma transição da água para a terra, testando a flutuabilidade do robô e a adaptabilidade ao terreno num cenário do mundo actual.
“Os veículos tradicionais param ou tombam em transições abruptas”, explicou Jangale. “Este robô pode sair da água e cair na areia sem se preocupar com a orientação. Ele vai aonde outros robôs não conseguem.”
Os fatores que criam a versatilidade do RoboBall também levam a alguns dos seus desafios. Uma vez selado dentro de seu invólucro protetor, o robô só pode ser acessado eletronicamente. Qualquer falha mecânica significa desmontar e escavar camadas de fiação e atuadores.
“O diagnóstico pode ser uma dor de cabeça”, disse Pravacek. “Se um motor falhar ou um sensor se desconectar, você não pode simplesmente abrir um painel. Você tem que desmontar todo o robô e reconstruí-lo. É como uma cirurgia de coração aberto em uma bola rolante.”
A novidade do RoboBall significa que a equipe muitas vezes opera sem um plano.
“Cada tarefa é nova”, disse Jangale. “Estamos muito sozinhos. Não há literatura sobre robôs esféricos de casca mole deste tamanho que rolam sozinhos.”
Apesar desses obstáculos, os alunos ficam surpresos cada vez que o robô supera as expectativas.
“Quando faz algo que não achávamos ser possível, sempre fico surpreso”, disse Pravecek. “Ainda parece mágica.”
Inovação liderada por estudantes
A equipe estabeleceu um novo recorde quando o RoboBall II atingiu 32 quilômetros por hora, cerca de metade de sua potência teórica. “Não esperávamos atingir essa velocidade tão cedo”, disse Pravecek. “Foi emocionante e abriu novos alvos. Agora estamos indo ainda mais longe.”
Ambrose vê essas reações como prova de que a inovação liderada pelos estudantes prospera quando os engenheiros têm espaço para explorar.
“A autonomia que Rishi e Derek têm é exatamente o que um projeto como este precisa”, disse ele. “Eles não estão apenas seguindo instruções – estão inventando a próxima geração de ferramentas de exploração.”
Os objetivos de longo prazo incluem navegação autônoma e implantação remota. A equipe espera ver o RoboBall despachado de um módulo lunar para mapear paredes íngremes de crateras ou lançado de um drone não tripulado para pesquisar paisagens pós-desastre na Terra. Cada bola poderia mapear o terreno, transmitir dados aos operadores e até mesmo implantar instrumentos em locais de difícil acesso.
“Think about um enxame dessas bolas implantado após um furacão”, disse Jangale. “Eles poderiam mapear áreas inundadas, encontrar sobreviventes e trazer dados essenciais – tudo isso sem arriscar vidas humanas.”
À medida que o projeto RoboBall avança, a pesquisa conduzida pelos alunos fica em plena exibição.
“Engenharia é a solução de problemas em sua forma mais pura”, disse Ambrose. “Dê às mentes criativas um desafio e a liberdade de explorar, e você verá a inovação se tornar realidade.”
Universidade A&M do Texas