Ao contrário da manufatura humana, os grandes projetos de abelhas, formigas e cupins surgem simplesmente da ação coletiva dos drones, sem a necessidade de planejamento central. Agora, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade da Pensilvânia desenvolveram regras matemáticas que permitem que enxames virtuais de pequenos robôs façam o mesmo. Em simulações computacionais, os robôs construíram estruturas semelhantes a favos de mel sem nunca seguir — ou mesmo ser capazes de compreender — um plano.
“Embora o que fizemos seja apenas um primeiro passo, trata-se de uma nova estratégia que pode, em última análise, levar a um novo paradigma na manufatura”, afirma Jordan Raney , professor associado de engenharia mecânica e mecânica aplicada (MEAM) e coautor sênior de um novo artigo na Science Advances . “Até mesmo as impressoras 3D trabalham passo a passo, resultando no que chamamos de processo frágil. Um simples erro, como um bico entupido, arruína todo o processo.” A fabricação com a nova estratégia da equipe pode se mostrar mais robusta — nenhuma colmeia interrompe a construção porque uma única abelha comete um erro — e adaptável, permitindo a construção de estruturas complexas no local, em vez de em uma fábrica. “Estamos apenas arranhando a superfície”, diz Raney. “Estamos acostumados com ferramentas que executam um plano. Aqui, estamos nos perguntando: como a ordem surge sem uma?”
Embora inspirados pela natureza, os pesquisadores não tentaram imitar com precisão o comportamento de abelhas, formigas ou outros construtores naturais. Eles se concentraram no princípio mais profundo que a natureza utiliza: comportamentos simples, repetidos muitas vezes em paralelo, podem se somar para criar algo complexo e útil. “O que queríamos era um sistema em que a estrutura emergisse do comportamento”, diz Raney. “Não porque os robôs saibam o que estão construindo, mas porque estão seguindo o conjunto correto de regras locais.” Embora a equipe tenha criado protótipos, a construção de um enxame de robôs ainda está a um passo de distância. Primeiro, eles planejam atualizar a simulação para refletir melhor como robôs minúsculos podem funcionar no mundo real.
“Em nossos primeiros modelos, imaginávamos os robôs depositando material em linhas retas, como uma mini impressora 3D”, diz Mark Yim , Professor Asa Whitney no MEAM, Ruzena Bajcsy, diretora do Laboratório de Robótica Geral, Automação, Sensoriamento e Percepção (GRASP) e outra coautora sênior do artigo. “Mas esse pode não ser o método mais prático. Uma abordagem melhor pode ser usar eletroquímica, na qual os robôs criam estruturas metálicas ao redor de si mesmos.” Para que isso aconteça, será necessário progredir na construção de pequenos robôs que possam se mover, sentir e interagir com materiais, mas a equipe acredita que o conceito em si representa talvez seu avanço mais importante.
