A Boston Dynamics apresentou a nova mão do robô humanoide Atlas, com quatro dedos e 13 graus de liberdade, desenhada para manipular objetos e usar ferramentas industriais, e não apenas para os agarrar. Por que motivo não tem o dedo mindinho?

Na corrida aos robôs humanoides, opta-se geralmente por uma réplica o mais fiel possível da mão humana, tendo em conta que as ferramentas foram concebidas para mãos humanas e existe uma enorme quantidade de dados de demonstração a partir dos quais se pode treinar os robôs.

Contudo, num artigo oficial, a Boston Dynamics defende que o desenho de uma mão útil é um exercício de compromissos entre destreza, força, robustez, custo, facilidade de reparação e capacidade sensorial, apresentando a sua resposta para o Atlas.

A nova mão sucede a uma versão com sete graus de liberdade, que tinha sido concebida para agarrar uma grande variedade de objetos. Agora, a nova mão passa a ter 13, conseguindo também manipulá-los.

O dispositivo é composto por quatro dedos, incluindo um polegar oponível com quatro graus de liberdade, enquanto cada um dos restantes três dedos tem três, uma configuração que permite abri-los em leque e controlar por completo as pontas dos dedos.

A empresa indica que o Atlas passa a conseguir deslizar a ponta do polegar ao longo e ao largo dos outros dedos, executar pinças de precisão entre o polegar e qualquer um dos restantes dedos, realizar preensões tripodais e pegar em ferramentas com gatilho, como berbequins, aparafusadoras de binário, rebarbadoras, pistolas de pregos e maçaricos de soldar.

A mão tem dimensões semelhantes às de uma mão humana grande, de modo a reduzir a diferença em relação aos dados de manipulação humana, e mantém uma força semelhante à da geração anterior, que conseguia transportar um mini-frigorífico carregado com mais de 45 kg.

A ausência do quinto dedo foi uma decisão debatida pela equipa no início do projeto. Conforme contado, o diretor de tecnologia pediu aos engenheiros que passassem um dia com o dedo mindinho e o anelar colados, para depois relatarem o que deixaram de conseguir fazer, e a conclusão foi que o dedo adicional não compensava.

Um dedo extra implicaria mais três atuadores e, com eles, maior custo, maior volume e uma maior probabilidade de avaria, o que contraria o objetivo de produzir hardware fiável em grande escala e a baixo custo.

Segundo a empresa, os quatro dedos e os 13 graus de liberdade já permitem reorientar objetos na mão, recuperar de um deslize durante a preensão e manusear ferramentas enquanto se prime o gatilho.

Um dos pontos centrais do artigo é a aposta na aprendizagem por reforço em simulação. A Boston Dynamics reconhece o valor da imitação direta de demonstrações humanas, por exemplo através de luvas ou de interfaces de manipulação universal, mas considera que estes equipamentos não captam os sinais de ação necessários para controlar uma mão destra a alta frequência, servindo para o pré-treino da física intuitiva da manipulação.

Para isso, a mão foi concebida para poder ser simulada com elevada fidelidade dinâmica, graças à atuação rígida, à transmissão retrocedível e a melhorias de controlo que compensam o efeito de cogging e o atrito. Isto permite treinar políticas de controlo robustas com variações aleatórias de binário dos motores, atrito das superfícies, geometria dos objetos e perturbações da tarefa.

A empresa refere que já existem resultados iniciais promissores na transferência da simulação para o mundo real em tarefas dinâmicas, executadas em hardware apenas com base na propriocepção dos atuadores a alta frequência.

A Boston Dynamics argumenta que a automação atual depende de peças apresentadas de forma muito controlada e de pegas especializadas para cada componente, algo que vai contra a promessa de flexibilidade de um humanoide, que deverá conseguir pegar em peças em prateleiras, caixas, ranhuras ou montes.

Além disso, grande parte dos processos que ainda são manuais envolve o uso de ferramentas, o manuseamento de cabos deformáveis ou a recolha de peças em contentores, tarefas que exigem destreza.

Assim sendo, a utilização de ferramentas surge como prioridade, com o artigo a recordar a expressão de Aristóteles que descrevia a mão como a “ferramenta das ferramentas”.

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