“É assim que eles pegam você. Eles estão debaixo da terra! É o que diz Val McKee, o contratado interpretado por Kevin Bacon no clássico filme de comédia de 1990, Tremores. McKee está se referindo aos Graboids, uma espécie invertebrada de monstruosos vermes gigantes que viajam no subsolo, afastando a sujeira enquanto cavam.
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- Sandwormvines vão cavar
- Robôs cobras escavadores na lua
O pessoal da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, e do Instituto de Tecnologia da Geórgia têm trabalhado em um robô que fica a menos de um milhão de quilômetros dos Graboids. Embora atualmente seja muito menor e muito menos propenso a mastigar gado e humanos desavisados, no entanto, é uma criação inspirada em cobras que escava túneis e é capaz de cavar no solo ou na areia fofa. E talvez, afirmam seus criadores, até mesmo um dia o regolito de superfície encontrado em outros planetas. Será este o futuro dos veículos espaciais ainda por vir?
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“Desenvolvemos um tipo de robô escavador que adota uma nova abordagem para escavação, tentando reduzir as forças resistivas em vez de combatê-las”,
Nicolau Naclério, estudante de pós-graduação em engenharia mecânica da UC Santa Barbara, disse à Digital Trends. “Os três princípios que permitem isso são a extensão da ponta para eliminar o arrasto nas laterais, a fluidização do ar para reduzir a força resistiva dos meios granulares e a assimetria para controlar as forças de sustentação produzidas na horizontal escavação.”Escavação robótica com extensão de ponta e fluidização granular
Sandwormvines vão cavar
O robô em si é surpreendentemente de baixa tecnologia. Seu corpo é feito de tecido de náilon ripstop hermético. Um tubo de náilon fornece ar à sua ponta, que afasta as partículas à sua frente para abrir caminho à medida que segue seu caminho subterrâneo. Uma trança de fibra de carbono adiciona rigidez torcional, enquanto uma bainha de Teflon reduz o atrito. O movimento do robô é acionado pneumaticamente por ar comprimido ou nitrogênio, permitindo que ele se mova sob a superfície.
Naclério disse que não conhecia o Tremores Grabóides (embora o Vermes da areia das dunas são outra história.) Na verdade, embora o robô fosse definitivamente inspirado na natureza, aparentemente não era baseado em vermes ou cobras.
“Nosso robô é diretamente inspirado nas raízes das plantas, que crescem a partir das pontas e se estendem profundamente no solo”, disse Naclerio. “Ao se estender a partir da ponta, o robô evita atrito nas laterais e pode girar em qualquer direção. Também nos inspiramos no polvo de areia do sul, que expele um jato de água para ajudar a penetrar no fundo do mar. Nosso robô sopra ar pela ponta para fluidificar a areia próxima à ponta, reduzindo a força necessária para penetrar no solo. Por último, usamos uma direção de fluxo de ar assimétrica e uma cunha angular na ponta do robô para ajudar a controlar as forças de sustentação. Isto foi inspirado no lagarto peixe-areia, que usa sua cabeça em forma de cunha para ajudá-lo a cavar na areia.”
Este design único ajudou a equipe a superar o “desafio de sustentação” na escavação horizontal. “Quando tentamos escavar horizontalmente pela primeira vez, nosso robô sempre vinha à tona”, disse ele. “Acontece que um objeto simétrico que se move horizontalmente através de uma mídia granular sofre elevação, porque é mais fácil empurrar o material para cima e para fora do caminho do que compactá-lo. Resolvemos isso soprando ar diretamente para baixo, para reduzir o gradiente de força que causa a sustentação, e adicionando [a] cunha à ponta do robô.”
Robôs cobras escavadores na lua
Então, quais aplicações esse robô cobra/videira escavadora poderia ter? E, mais importante, poderia ser ampliado para deslocar grandes quantidades de areia ou terra? “Acreditamos que os princípios apresentados neste artigo poderiam ser usados para expandir as capacidades dos métodos convencionais de escavação, particularmente em escavações horizontais e orientáveis”, disse Naclerio.
No que diz respeito aos casos de uso, os terrestres mais pedestres podem incluir diversas atividades de escavação de valas. “Uma das primeiras visões que tivemos para este projeto é que o robô escavaria, abaixo e acima do solo. outro lado de uma entrada para instalar uma linha de irrigação ou comunicação sem a necessidade de cavar uma vala”, Naclerio disse. “Outras aplicações incluem busca e resgate, instalação de circuito geotérmico, inspeção de celeiros e muito mais.”
É esse “mais”, situado de forma não intrusiva no final da inspeção do celeiro, que constitui o caso de uso mais atraente (e de ficção científica) de todos. “Achamos que o robô é particularmente adequado para ambientes extraterrestres secos, de baixa gravidade, onde forças reativas podem ser difíceis de produzir”, continuou Naclerio. “Exemplos de aplicações incluem a colocação de sensores térmicos em Marte, exploração de túneis vulcânicos na Lua, amostragem ou ancoragem de asteróides e exploração de gelo granular em Encélado, uma lua de Saturno.”
A idéia de usar esta técnica para explore ambientes de baixa gravidade no espaço pode parecer improvável. No entanto, a equipe está atualmente colaborando em um projeto com a NASA para cobrir algumas dessas aplicações exatas. Quem sabe: talvez os robôs vermes no espaço não sejam tão malucos quanto parecem!
Um artigo descrevendo o trabalho foi publicado recentemente na revista Science Robotics.
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