Melhorando a manobrabilidade de robôs macios aquáticos bioinspirados por meio de mecanismos multi-estáveis

Resumo

Há uma demanda cada vez maior por inspeções submarinas para avaliar riscos ambientais e eventos extremos. Durante essas inspeções, os dispositivos podem adquirir dados que podem enriquecer essas análises. Robôs subaquáticos podem realizar essa tarefa e para isso eles precisam apresentar manobrabilidade e eficiência energética. Locomoção em ambientes complexos e não-estruturados são grandes motivadores do desenvolvimento da robótica macia. Neste contexto, o presente projeto apresenta uma sistema robótico macio, aquático e bioinspirado capaz de mimetizar movimentos ondulatórios e oscilatórios. Recentemente, a proponente por este projeto construiu uma estrutura feita em fibra de carbono e atuada por pares de Compósitos de Macro-Fibra Piezelétricas capaz de realizar tais movimentos. No entanto, devido à sua construção, a manobrabilidade desta estrutura é limitada. Uma estratégia promissora para a melhoria da habilidade de realizar manobras desse sistema é o uso de mecanismos multi-estáveis. Esses mecanismos, que podem ser fabricados por impressão 3D, podem ser responsáveis por controlar a direção em que a propulsão agirá. Ao atrelar-se as condições de estabilidade estrutural com as direções estratégicas de propulsão, tais robôs podem executar manobras a um baixo custo energético e a um baixo acréscimo de massa. Através de simulações numéricas e validações experimentais, um sistema robótico composto por mecanismos multi-estáveis e estruturas acionadas por MFC será projetado e construído. Para esse sistema, uma estratégia baseada em Modelo de Controle Preditivo será projetada e implementada. O objetivo do movimento será o alcance de um alvo a ser identificado por visão computacional. (AU)