Sensor de insetos para robôs

Sensor mecatrônico melhora a conscientização ambiental

Robô de insetos - Fraunhofer Gesellschaft
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Muitos insetos sentem o ambiente ao redor com antenas em movimento. Os pesquisadores implementaram esse reconhecimento ativo de objetos no espaço em um novo tipo de sensor mecatrônico. Em breve, ele poderia apoiar robôs móveis em sua orientação.

Quando as pessoas andam por um espaço desconhecido no escuro, elas automaticamente estendem os braços e confiam no senso de toque. Além disso, mover os braços reduz o risco de estrondo contra um obstáculo. Os insetos otimizaram esse princípio: com antenas longas, eles examinam o ambiente em movimentos circulares e, assim, encontram seu caminho, mesmo em terrenos acidentados.

Os insetos, por exemplo, voam pelos galhos. Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Operação e Automação de Fábrica (IFF) em Magdeburg e da Universidade de Bielefeld desenvolveram um sensor de botão de pressão técnico baseado neste modelo. Ele fornece mais informações sobre seu ambiente do que os sensores de toque tradicionais e é mais robusto e mais barato que as técnicas de medição óptica que usam câmeras.

Atualmente, um protótipo do sensor artificial está instalado em um robô de inseto em execução autônoma da Universidade de Bielefeld. Dois motores causam a haste em movimentos circulares ovais. Um sensor de aceleração fica na ponta da oscilação livre. Ao contrário dos sensores táteis convencionais, que reagem apenas à pressão na ponta, o sensor pode ser usado como sensor ao longo de todo o seu comprimento.

Dependendo do ponto em que a sonda toca um objeto - por exemplo, no terço médio ou no terço anterior - o sensor mede uma frequência de oscilação diferente na ponta. "Se o obstáculo estiver próximo do sensor, a frequência é alta. Quando está longe, a ponta oscila mais lentamente ", diz Oliver Lange, da IFF, " bastante semelhante a uma régua que é mantida em uma extremidade da mesa e pode vibrar livremente com a outra ".

Os sinais de freqüência e controle dos motores - ou seja, o ângulo da barra no momento do contato - fornecem a posição do obstáculo na sala. "Com um loop de feedback, o sensor pode até mudar seu comportamento tátil após um primeiro contato e explorar o ambiente em um canto", diz Lange. "Isso teria a vantagem de que apenas muitos dados são gerados quando ocorre um encontro".

O protótipo da sonda é precisamente adaptado ao robô inseto em seu alcance e movimento. O princípio de patente pendente, no entanto, pode ser facilmente transferido para outras aplicações e adaptado aos respectivos requisitos, diz o pesquisador. "Você pode equipar o robô móvel com o sensor", sugere Lange, "porque em ambientes empoeirados ou sujos, muitos sensores ópticos e sistemas de câmeras falham".

(Fraunhofer-Gesellschaft, 10.05.2005 - NPO)