Robôs Truss Link crescem, trocam peças e se reparam sem intervenção humana
Pesquisadores da Universidade de Columbia desenvolveram uma nova geração de robôs modulares, batizados de Truss Link, capazes de expandir o próprio corpo, alterar sua configuração estrutural e substituir componentes danificados ou descarregados de maneira autônoma. Os resultados do estudo, divulgados na revista Science Advances, reforçam a busca por sistemas robóticos que exijam cada vez menos manutenção humana.
Cada Truss Link é formado por um módulo em forma de barra equipado com ímãs nas extremidades. Esses conectores magnéticos permitem que vários segmentos se unam rapidamente em ângulos variados, criando arranjos bidimensionais ou tridimensionais conforme a necessidade da tarefa. Além de se conectar, o módulo pode rolar, contrair ou estender-se, gerando deslocamento e alterando o centro de gravidade do conjunto robótico.
No estado contraído, um único segmento mede 28 cm de comprimento e pesa 280 g. Quando totalmente estendido, o mesmo módulo alcança 43 cm, um aumento superior a 53 %. Essa variação de tamanho é fundamental para que o robô adapte sua forma a passagens estreitas, alcance objetos distantes ou contribua para estruturas maiores quando conectado a outros módulos.
O conector magnético interno funciona em dois modos: ativo, com o ímã exposto, ou inativo, com o ímã retraído. O núcleo esférico de neodímio gira livremente até encontrar a orientação de equilíbrio ao aproximar-se de outro módulo, garantindo uma união firme em diferentes direções. Esse mecanismo dispensa juntas complexas e favorece reorganizações rápidas, características indispensáveis para missões em ambientes imprevisíveis.
Durante testes de laboratório, um agrupamento de Truss Link utilizou um módulo extra como espécie de bengala para descer uma rampa. Com o apoio adicional, a velocidade de descida aumentou mais de 66 % em comparação ao deslocamento sem suporte. O mesmo princípio permitiu que o sistema trocasse baterias: um segmento descarregado foi removido e substituído por outro plenamente carregado, demonstrando capacidade real de autorreparo.
Os responsáveis pelo projeto explicam que o objetivo é aproximar a robótica da lógica dos organismos vivos, que crescem, cicatrizam ferimentos e ajustam funções a mudanças externas. Para isso, a equipe definiu duas leis de metabolismo robótico. A primeira determina que o crescimento não pode depender de suporte físico ativo de sistemas externos; toda expansão deve ocorrer com recursos do próprio robô ou de unidades idênticas. A segunda restringe o fornecimento externo a energia e módulos do mesmo tipo, impedindo a introdução de componentes estranhos ao ecossistema.
Seguindo essas diretrizes, os Truss Link foram programados para compartilhar peças conforme a demanda operativa. Caso uma seção estrutural precise de reforço, outros módulos podem se deslocar, aderir ao ponto crítico e, depois da tarefa, retornar à configuração original. Esse comportamento colaborativo é administrado por algoritmos que monitoram o nível de energia, a integridade mecânica e a distribuição de massa de todo o coletivo.
A versatilidade estrutural abre caminho para aplicações em resgate de vítimas de desastres, onde robôs precisam atravessar escombros, erguer suportes temporários ou criar pontes improvisadas. Em missões espaciais, o mesmo sistema poderia montar antenas, reparar painéis solares ou adaptar instrumentos científicos sem intervenção humana direta. Em um contexto industrial, os Truss Link podem executar tarefas repetitivas de intralogística, reorganizando linhas de transporte internas conforme o fluxo de produção.
Os pesquisadores destacam que a autonomia física é o próximo passo para a adoção ampla de robótica em cenários complexos e remotos. A capacidade de substituir baterias, realocar peças e recuperar forma original reduz custos de manutenção e amplia a vida útil dos equipamentos. O estudo também aponta a possibilidade de reciclagem de módulos danificados, que seriam desmontados e reabsorvidos pelo coletivo como matéria-prima para novas configurações.
O avanço apresentado pelo Truss Link demonstra que a integração de mecanismos magnéticos simples, controle distribuído e princípios inspirados em biologia pode gerar máquinas capazes de suportar desafios fora do alcance de sistemas convencionais. A pesquisa continua com foco em otimizar o consumo energético, aumentar a resistência dos materiais e aprimorar os algoritmos de decisão que coordenam o comportamento coletivo.
Fonte: Science Advances
