Uma espécie de lagarta existente no Brasil, que leva o nome de mede-palmos, serviu de inspiração para a criação de um robô de monitoramento ambiental. Batizado de KA’I yxo, o robô foi desenvolvido pelo engenheiro Reinaldo de Bernardi, em seu doutorado na Escola Politécnica (Poli) da USP, orientado pelo professor José Jaime da Cruz, do Departamento de Engenharia de Telecomunicações e Controle.
O robô foi projetado para escalar árvores de grande porte, especialmente em florestas muito densas, como as da Amazônia e da Mata Atlântica, e levar equipamentos de pesquisa, como sensores e câmeras, para facilitar a coleta de dados. Feito de alumínio e plástico, ele é composto de vários motores e uma bateria de alta capacidade de carga, como as utilizadas em aeromodelismo. Para a escalada, basta equipá-lo, posicioná-lo na árvore e iniciar o modo de subida.
Durante o deslocamento, o robô pode ou não ir coletando dados, a critério do pesquisador. O ponto de parada de escalada é de decisão do pesquisador, sendo necessário um comando para que isso ocorra. Após a determinação da altura desejada, o robô inicia a coleta de dados, caso ainda não esteja realizando a tarefa. “O KA’I yxo pode carregar vários equipamentos para o alto da árvore, como sensores para medir temperatura, umidade e radiação solar, e ficar por semanas nas árvores, colhendo dados que podem ser transferidos para um computador ou drone”, explica Bernardi.
Segundo ele, abaixo da copa das árvores se forma o microclima, muito estudado pelos cientistas pelo seu impacto na flora e fauna locais. Para ter acesso ao microclima, os cientistas costumam usar torres ou guindastes – soluções caras e pouco práticas quando comparadas com um robô. “O custo do KA’I yxo não ultrapassa US$ 500. Além disso, é possível colocar vários robôs em locais diferentes, ampliando geograficamente a área de estudo e tornando o monitoramento mais robusto”, afirma.
Para o professor José Jaime da Cruz, um dos grandes desafios de Bernardi foi encontrar a configuração correta, de forma que o robô fosse leve e ao mesmo tempo tivesse bateria suficiente para escalar e se prender na árvore de forma eficiente. “O desenvolvimento da eletrônica e do controle do robô é uma questão complexa, pois é muito diferente projetar um robô que se locomove na horizontal em relação a um que o faz na vertical”, destaca. Além do professor Cruz, Bernardi contou com a coorientação do professor Arturo Forner-Cordero, do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Poli.
Bioinspiração
Bernardi identificou a demanda por esse tipo de solução ao visitar o Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa), quando morava em Manaus (AM). Em uma palestra, ouviu sobre como os cientistas colhiam dados sobre a biodiversidade e notou que várias delas poderiam ser feitas mais facilmente com o uso de robôs. “A natureza já solucionou o problema da escalada de árvores, então por que não observar os animais para pensar numa solução?”
Inicialmente, ele pensou em um robô de quatro pernas, chamado de Kamanbaré, inspirado no camaleão. Num estágio intermediário, entre esse modelo e o KA’I yxo, houve uma versão “de vida breve” com três pernas – ideia descartada, já que a solução não era eficiente a exemplo do que mostra a própria natureza. Já ao “imitar” um réptil, o robô se mostrou pesado demais e a escalada, pouco eficiente. Os insetos, por sua vez, não seguravam na árvore da maneira que seu projeto de robô demandava, considerando que ele levaria equipamentos para o alto. No final, observando como as lagartas mede-palmos subiam nas árvores, ele projetou o KA’I yxo – palavra tupi-guarani que designa essa lagarta. A mede-palmos não usa os pés em sua locomoção.
Veja o robô em ação, sua primeira versão e também a anterior, o robô Kamanbaré:
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