Um robô industrial normalmente situa-se entre dois extremos: ou é altamente especializado, não servindo para outra tarefa que não aquela para a qual foi projetado, ou é um braço robótico, por vezes genérico demais, o que torna difícil adaptá-lo para tarefas muito especiais.
Murielle Richard, da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), queria fazer algo diferente.
Sua ideia era desenvolver um conceito de um robô industrial modular, altamente flexível em termos das tarefas que é capaz de desempenhar, mas com uma precisão imbatível, na casa dos nanômetros, para permitir que ele atenda às necessidades mais severas dos processos produtivos.
O resultado é o robô Légolas, tão preciso em seus movimentos quanto o elfo do Senhor dos Anéis, mas tão modular quanto um bloco de Lego.
Graus de liberdade
"Normalmente, o tempo necessário para desenvolver um robô de alta precisão é longo, de dois a três anos, o que o torna muito caro. Para muitas indústrias, isso coloca o robô fora de questão," explicou ela.
Por isso a pesquisadora se propôs a construir um robô industrial que pudesse ter um número ajustável de graus de liberdade, de acordo com a necessidade do usuário, e que pudesse ser montado modularmente, para se adaptar às tarefas a serem executadas.
O módulo Légolas pode ser usado para montar um robô composto por uma série de blocos, que podem ser ativos ou passivos. As múltiplas combinações permitem a criação de um grande número de robôs de diversos tipos.
O lado plano do problema
"Minha abordagem consistiu em reduzir um problema tridimensional complexo em uma série de problemas em duas dimensões," explicou a pesquisadora.
As "duas dimensões" são representadas por uma espécie de mesa coordenada, placas equipadas com motores que lhes dão dois ou três graus de liberdade. Essas placas são montadas em um cubo de 10 centímetros de lado.
De acordo com o tipo e a disposição dos cubos, eles permitem criar robôs com até seis graus de liberdade (três translacionais e três para rotação) para um ponto situado em uma das arestas do cubo.
A ferramenta usada para fazer o trabalho é conectada justamente nas arestas do cubo mais externo, o que lhe dá a possibilidade de contar com os seis graus de liberdade.
Robôs paralelos
A passagem da "bidimensionalidade" das placas para a tridimensionalidade dos cubos tem outro resultado promissor: o robô como um todo passa a ser na verdade um "robô paralelo", um conceito no qual cada parte de um robô funciona de forma independente e assíncrona, ou seja, sem depender das outras.
Essas estruturas permitem a criação de robôs extremamente rápidos, uma vez que uma peça não precisa esperar que a anterior se movimente para começar a se posicionar.
Cada uma das "placas" do robô é composta por elementos paralelos ligados entre si por finas tiras de metal. Essas placas são feitas de uma peça única, esculpida em um bloco de metal. Assim, eles são capazes de gerar, em cada direção, movimentos que podem ser combinados e controlados com uma precisão extremamente elevada.
O protótipo do robô Légolas atingiu uma precisão de 5 nanômetros, um recorde para um robô industrial.
A pesquisadora afirmou que seu projeto já chamou a atenção de setores industriais, como a indústria de relógios de precisão, óptica e microtecnologia.
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