Inteligência de enxames

Um dos grandes problemas da pesquisa espacial é a manutenção dos robôs. Acontece um pequeno defeito ou problema e não é mais possível consertá-lo, terminando assim algumas vezes uma pesquisa antes do esperado, já que as missões espaciais não contam com serviço de resgate. Mas se o ambicioso plano de um grupo de cientistas der certo, esses problemas estarão com os dias contados. Os pesquisadores estão desenvolvendo um robô capaz de consertar seus próprios defeitos. Isso seria possível graças à união de pequenos robôs, ligados uns aos outros como peças de Lego. Caso um deles apresente defeito, poderá ser facilmente substituído por outro que funcione.

A idéia básica parece ser muito simples, mas, na prática, o projeto é complexo. Antes de ocorrer uma cooperação entre os robôs, é necessário que especialistas em robótica, mecatrônica e informática, bem como biólogos, zoólogos e até mesmo especialistas em genética trabalhem na pesquisa. Pois somente juntos eles poderão responder às várias questões em aberto.

Atracados em um grande robô

Uma primeira dificuldade do projeto está em como unir os pequenos robôs. Um primeiro protótipo com essa capacidade foi desenvolvido sob a supervisão do especialista em informática Paul Levi, do departamento de Engenharia Eletrotécnica e Tecnologia da Informação da Universidade de Stuttgart. Os novos minirobôs se assemelham a pequenos dados com altura de dez centímetros. Geridos por um motor elétrico, eles se movimentam sobre pequenas rodas.

Nas laterais e na parte superior, os pequenos robôs possuem um mecanismo de ligação, com diâmetro semelhante ao de uma moeda de tamanho maior. Para que eles se atraquem é necessário que vários sensores trabalhem juntos ao mesmo tempo, explica Levi. Através de câmeras e sensores infravermelhos, o robô reconhece seus "semelhantes" e também a distância em que se encontra em relação a eles. No momento da junção, é necessário então medir e ajustar as forças e os mecanismos de encaixe.

Questões detalhadas complexas

A mecânica que permite a junção dos robôs é uma tarefa relativamente fácil. Muito mais difícil é fazer com que os minirobôs, juntos, funcionem como um grande robô. Dario Floreano, pioneiro em robótica da Escola Superior Politécnica de Lausanne, na Suíça, cita uma tarefa aparentemente simples: a organização de 20 minirobôs em fila, de maneira que as duas extremidades da fila se encontrem.

Sem ajuda de um engenheiro, que coordene tudo de fora, os robôs devem ser capazes de resolver o problema sozinhos, cada um por si. Primeiro, eles têm que definir sua própria posição, para depois definir a posição dos outros e só então aproximarem-se lentamente uns dos outros.

Hierarquia ou autonomia

Ronald Thenius da Universidade austríaca de Graz, esclarece que existem duas estratégias diferentes que podem ser seguidas no desenvolvimento do projeto. Na versão hierárquica, que se espelha na cadeia de comandos do sistema militar, há um robô central, que coordena e comanda os outros minirobôs. Na outra opção, que pode ser chamada de democrática, cada robô é programado para trabalhar de maneira independente, a partir de uma série de regras a serem respeitadas.

Thenius exemplifica essa estratégia apontando semelhanças com um um enxame de abelhas, no qual também não há uma central, que possui a visão geral do todo, estando em condições de passar ordens de comando. Em vez disso, cada abelha só reconhece outras abelhas que estão imeditamente a seu redor, cooperando com as mesmas. Para que o enxame funcione, basta, por exemplo, que as abelhas que coletam o mel respeitem a regra de dividir o mesmo com aquelas que cuidam da nova geração.

Fica a pergunta: quais regras a natureza pode fornecer como instrução para que os robôs possam formar uma unidade ativa? Um dos exemplos é o crescimento de um embrião na célula fecundada, diz Thenius. Pois quando as células embrionárias se dividem, algumas se transformam em olhos, outras em braços ou órgãos. Se o processo de divisão celular fosse compreendido o suficiente, ele poderia ser traduzido em um software para robôs, espera Thenius.

Este software poderia repassar determinadas regras aos minirobôs, estabelecendo, por exemplo, que um minirobô seria responsável, dentro da estrutura do robô grande, pela percepção ou pelos movimentos, ou seja, se ele deve acionar seus sensores ou funcionar como articulação.

Só será possível saber em dois anos se essa combinação entre robótica e biologia irá funcionar mesmo na prática. Um experimento de grandes proporções visa a construção da superfície de um planeta desconhecido, no qual cem robôs deverão, durante cem dias, unirem-se uns aos outros, formando diversos robôs grandes. Diga-se de passagem, sem a intervenção dos cientistas. O homem, no caso, servirá apenas de platéia.

Autor: Nils Michaelis (cs)

Revisão: Soraia Vilela