Enxame de robôs: projeto incrível de robótica usa inteligência artificial

Um projeto do Instituo de Telecomunicações – pertencente ao Instituto Universitário de Lisboa e à Universidade de Lisboa – foi nomeado a um prêmio na prestigiada competição de vídeos da Conferência Internacional em Inteligência Artificial (AAAI 2016), considerada como o “Óscar da Inteligência Artificial”. Batizado de “A Sea of Robots” (“Um mar de Robôs”, em tradução livre), a reprodução será apresentada nos Estados Unidos no dia 17 de fevereiro para ser nomeado como o “Melhor Vídeo de Robótica”.

O pequeno vídeo documenta o trabalho pioneiro dos pesquisadores na área da robótica e inteligência artificial, que consistiu em desenvolver um enxame de robôs aquáticos inteligentes que aprendem a cooperar entre si para cumprirem missões de forma completamente autônoma.

Enxame de robôs

A robótica de enxame tem o potencial de escalar para centenas ou milhares de robôs, e esses sistemas podem ser usados para cobrir vastas áreas, tornando-os ideais para tarefas como monitorização ambiental, busca e salvamento, e vigilância marítima. “Este tipo de abordagem é uma mudança de paradigma: em vez de se utilizar apenas um ou poucos robôs caros e complexos, passamos a utilizar muitos robôs, simples e baratos”, explica o pesquisador principal, Prof. Anders Christensen.

A equipe está focada no desafio de como controlar grandes grupos de robôs de forma autônoma. “O controle nesse tipo de sistema não pode ser centralizado. Cada robô decide por si próprio como executar a missão, coordenando-se com os robôs mais próximos”, explica Christensen.

Inspiração na natureza

Os pesquisadores utilizaram abordagens inspiradas na natureza para criar o enxame robótico. Em vez de programar os robôs manualmente para desempenhar uma tarefa, utilizaram algoritmos evolutivos para criar o software de controlo de cada um. Esses algoritmos imitam a teoria da evolução de Darwin para gerar a inteligência artificial que controla cada robô de forma automática.

“Os robôs basicamente aprendem a cooperar uns com os outros”, explica o pesquisador. Cada robô é controlado por uma rede neuronal artificial, um “cérebro artificial” que permite que cada um desempenhe tarefas de forma autônoma, sem ser necessário um controlador humano ou uma estação de controle central. A equipe demonstrou as capacidades do enxame robótico em várias tarefas coletivas, tais como monitorização de uma área, navegação em bando, agregação e dispersão.

Baixo custo

A plataforma robótica foi desenvolvida pela equipe usando técnicas de fabricação digital de forma a baixar os custos. Cada robô custa aproximadamente 300 euros (aproximadamente R$ 1.317 em conversão direta na cotação atual) por unidade. O casco dos robôs foi produzido com uma máquina CNC e equipado com componentes impressos em 3D.

Cada robô tem um GPS, uma bússola digital pode comunicar com os robôs vizinhos usando WiFi e o software de controle é gerenciado por um Raspberry Pi 2. A equipe agora está desenvolvendo a segunda geração dos seus robôs aquáticos, que poderão ser equipados com diferentes tipos de sensores e usados em missões de longa duração no mar. Os enxames de robôs têm o potencial para substituir navios tripulados, reduzindo os custos e os perigos para as tripulações em muitas missões marítimas.

Além da categoria de “Melhor Vídeo de Robótica”, o trabalho dos pesquisadores está sendo nomeado para “Escolha do Público”, em que qualquer internauta pode votar através deste link. O trabalho do grupo encontra-se atualmente em submissão para uma revista internacional, cuja versão preliminar pode ser consultada através deste link. O projeto foi financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.

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