Um robô robusto projetado manualmente para produção em massa

Hoje, Dinâmica de Boston está anunciando uma mão redesenhada para seu Robô Atlas. A geração anterior poderia fazer alguma coisa louco sobre-humano coisas com seus três dedos, mas nunca foi planejado para produção em massa na casa das dezenas ou centenas de milhares. Mudar de hardware de pesquisa para um produto escalável faz com que questões anteriormente ignoráveis ​​subitamente se tornem fundamentais: como você pode fazer uma mão que faça tudo o que você precisa, mas que também seja robusta, confiável e econômica? São questões como essas que motivaram o design da nova mão do Atlas e, embora não se pareça muito com uma mão humana, pode ser uma mão que consegue sair para o mundo real.

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Comparada com as mãos quase assustadoramente humanas projetadas por uma série de outras empresas de robótica humanóide, a nova mão da Atlas parece terrivelmente desajeitada. Certamente vimos alguns desses robôs com mãos muito mais humanas realizando tarefas de manipulação hábeis que são, falando como alguém que testemunhou pessoalmente robôs vagando pelo mundo por quase duas décadas, nada menos que incríveis. E não é apenas o que essas mãos podem fazer – é a aparência delas ao fazê-lo, como cópias mecânicas finas e graciosas de nossas próprias mãos. Parecem ficção científica e, até certo ponto, é exatamente isso que são.

“As mãos são uma troca de design implacável”, disse Alberto Rodriguez, Diretor de Comportamento de Robôs da Boston Dynamics, ao IEEE Spectrum. “Não há como evitar isso, você está sempre desistindo de alguma coisa. E muitos dos projetos atuais estão desistindo de coisas como confiabilidade e capacidade de fabricação.” Isso é o que invariavelmente acontece quando você tenta colocar tudo o que é necessário para fazer uma mão robótica funcionar no formato de uma mão humana: ela será muito frágil ou muito cara, e provavelmente as duas coisas ao mesmo tempo. A triste realidade é que, por enquanto, e provavelmente no futuro imediato, tudo o que esse tipo de mão serve é para pesquisas e demonstrações.

Com a nova mão da Atlas, a Boston Dynamics está fazendo as compensações de design necessárias para conseguir uma mão que, de acordo com o comunicado de imprensa: seja capaz de realizar uma vasta gama de tarefas úteis, incluindo o uso de ferramentas; é forte e robusto; pode ser simulado de forma limpa; pode ser fabricado em massa e reparado a um custo confiável e baixo, e tem formato próximo o suficiente de uma mão humana para que demonstrações humanas possam ser usadas para treiná-lo.

Você notará que “parece esteticamente com uma mão humana” não está em nenhum lugar dessa lista, e esta nova mão não. Rodriguez explica que livrar-se do mindinho foi uma decisão simples, acordada depois que sua equipe passou um dia com os mindinhos colados nos dedos anulares. Mas por que adicionar um quarto dedo, quando a geração anterior da mão de Atlas parecia funcionar bem com apenas três? Não é apenas o dedo extra, mas uma reformulação completa que quase dobrou os graus de liberdade entre a mão antiga e a nova, passando de 7 para 13.

Dinâmica de Boston

“Também adicionamos a capacidade de os dedos se abrirem, porque sabíamos que era importante que um dedo pudesse se mover contra o outro, e também sabíamos que precisávamos ser capazes de segurar o cabo de uma ferramenta com um gatilho”, diz Rodriguez, que inclui muitas ferramentas comuns, como furadeiras ou maçaricos de soldagem. “Estamos convencidos de que, do ponto de vista do produto, esta mão deverá ser capaz de fazer tudo o que for necessário no horizonte previsível.” E essa capacidade de abrir os dedos vai além do que as mãos humanas são capazes. De acordo com Rodriguez, “com o aprendizado por reforço podemos descobrir usos para esses movimentos extras sobre-humanos e explorá-los”.

Confiabilidade, capacidade de fabricação e custo estão intimamente relacionados. Ao reduzir os graus de liberdade em relação a outros designs manuais mais antropomórficos para apenas 13, a Boston Dynamics pode usar menos atuadores, maiores e mais potentes. Os atuadores são incorporados diretamente nas próprias juntas em uma configuração de acionamento direto, com uma transmissão que permite que os motores sejam acionados de volta e reajam à força e ao contato. Cada conjunto de atuadores é uma unidade única que pode ser facilmente substituída e não há tendões ou cabos delicados nas juntas que possam esticar e quebrar. “Estamos trabalhando agora é descobrir o que precisa mudar nos detalhes do nosso design se quisermos fazer 100 mil desses ponteiros por ano”, diz Rodriguez.

Nem toda empresa humanóide fará as compensações que a Boston Dynamics fez aqui, e ainda há muito espaço para criatividade quando se trata de design manual. Mas se os humanóides com mãos forem escalados, algumas decisões difíceis terão que ser tomadas e será necessário algum compromisso para cumprir as promessas com as quais a indústria humanóide se comprometeu.