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Ciência e Saúde

Robôs abrem perspectivas para operações de resgate mais seguras

Quando as equipes de resgate não podem acessar áreas de perigo após um acidente químico ou nuclear, as máquinas entram em ação. No concurso Eurathlon, projetistas testam suas criações em condições quase reais.

Há poucas semanas, houve um vazamento de água nos tanques de resfriamento da usina nuclear japonesa de Fukushima, danificada por um terremoto em 2011. O nível de radiação era tão alto, que mesmo uma breve permanência no local seria fatal para um ser humano. Numa zona de perigo assim, fica naturalmente excluída a presença de pessoal técnico.

Situações semelhantes são quase diárias para os bombeiros. Acidentes químicos podem liberar gases tóxicos; nos incêndios, a sufocação por fumaça é a causa da maioria das mortes. E quando operários de construção se deparam com bombas enferrujadas da Segunda Guerra Mundial, um desativador de explosivos pode estar arriscando a vida, ao tentar fazer seu trabalho manualmente.

Por isso, é melhor que robôs assumam as tarefas mais perigosas. Para verificar avançar nessa área, construtores e inventores participaram nesta semana da competição de robôs Eurathlon, na cidade bávara de Berchtesgaden.

Mais próximo possível da realidade

Os robôs competidores devem adentrar edificações desconhecidas e superar obstáculos como escadas ou portas fechadas, identificar uma fonte do perigo, talvez encontrar vítimas, e retornar num curto período de tempo. Outras tarefas especiais, como fechar válvulas de tanques ou resgatar recipientes químicos, também fazem parte da competição.

Eurathlon 2013 in Berchtesgaden

No Eurathlon, robôs têm que abrir e fechar válvulas, como numa usina nuclear

Estes não são desafios fáceis. "Algumas coisas que fazemos sem hesitar, como enfrentar vários lances de escadas, um atrás do outro, ainda são tecnicamente difíceis para os robôs", comenta Frank Schneider, do Instituto Fraunhofer para Técnicas de Informação e Ergonomia (FKIE). "Também para o operador, a coisa é extremamente difícil, porque ele sempre tem a visibilidade limitada, através da câmera."

Organizador do Eurathlon, Schneider desenvolveu as tarefas em cooperação estreita com especialistas do corpo de bombeiros e da defesa civil. Elas devem ser tão próximas quanto possível de uma situação real de resgate.

Hoje em dia, a maioria dos robôs é operada por controle remoto, especialmente quando se trata de desarmar bombas ou de desmontar usinas atômicas. Seu bom funcionamento depende de uma perfeita conexão sem fio com o operador humano que acompanha as ações do autômato através de uma câmera de televisão. A dificuldade é quando o robô entra numa área sem recepção de sinal. Nesse caso, ele próprio é que deve tomar as decisões, mesmo em terrenos difíceis.

Eurathlon 2013:

Operadores podem ter dificuldades de vizualização dependendo das condições do local

Scanners, 2D, 3D e GPS

Michael Himmelsbach, da universidade da Bundeswehr (Forças Armadas alemãs), em Munique, é especialista em situações desse tipo. Sua equipe participa do Eurathlon com um veículo utilitário autônomo, que é encarregado de subir e descer sozinho uma estrada de montanha tortuosa e quase intransitável. A assim chamada "estrada serpentina" é bastante perigosa para o carro-robô especialmente porque é difícil perceber o lado da encosta através de sensores. "Ali, o robô não enxerga nada. É um buraco", comenta Himmelsbach.

Marcin Gil, da firma polonesa Robotics Invention se dedica a esse desafio. "Acho que podemos distinguir onde é estrada, e onde é matagal ou árvores", afirma. Ao contrário da equipe da universidade militar, que utiliza um laser tridimensional, Gil aposta num scanner a laser de só reconhece duas dimensões. "E também utilizamos um GPS e uma unidade de processamento de informações, pois descobrimos que só o GPS não é suficientemente preciso", explica.

Himmelsbach também fez essa constatação. "Nosso veículo se baseia quase que exclusivamente na própria percepção do ambiente, da mesma forma como faria um motorista humano", compara o engenheiro.

Quando o operador não está

Nas ruas, os robôs se orientam bastante bem. Mas a situação fica difícil em edifícios fechados, no escuro, ou quando fumaça ou neblina impedem a visibilidade. Aí, nem as câmeras óticas do scanner a laser podem ajudar.

Gil não utiliza seu robô quando há fumaça, mas acredita que a solução pode estar nos sensores ultrassônicos. Como o sonar de um navio, os sensores calculam a distância até os obstáculos através da reverberação dos sons. Assim fazem os morcegos, os quais, no entanto, têm órgãos muito mais desenvolvidos. podendo até mesmo reconhecer formas, explica o engenheiro. Quanto aos robôs, "somente através do movimento dos sensores é que podemos ter uma ideia do tamanho e da forma dos obstáculos".

Isso significa que do outro lado ainda precisa haver um operador humano que interprete as imagens. Alguém como Colin Weiss da empresa European Logistic Partners. Ele também se aventura em locais cheios de fumaça, mas para condições tão extremas, aposta em outra solução. "Utilizamos câmeras térmicas, que conseguem fornecer uma imagem utilizável mesmo sob neblina ou fumaça. Por outro lado, usamos um radar, que nos permite avaliar os arredores."

O PacBot de Weiss, um autômato para catástrofes da marca i-robot, é controlado à distância, mas sabe como agir, caso o contato com o operador seja interrompido. "O operador recebe permanentemente as imagens enviadas pelo robô, e pode interagir com ele. Mas o veículo também é semiautônomo. Por exemplo, em caso de queda, ele se levanta sozinho. Se perde o contato via rádio, retorna por si mesmo à área onde há cobertura."

Produção industrial padronizada

Eurathlon 2013 in Berchtesgaden

PacBot sabe como agir, caso contato com o operador seja interrompido

Juha Röning, chefe do departamento de Ciência da Computação e Engenharia da Universidade de Oulu, na Finlândia, sabe que a realidade apresenta muitos desafios inesperados. "Do lado de fora ocorre todo tipo de problema que não há em ambientes fechados ou em situações simuladas. Por exemplo, o sol pode estar muito claro. Outras vezes – eu sou da Finlândia – pode ficar muito escuro à noite", explica.

Röning também é um dos organizadores do Eurathlon. Para ele, o mais importante é que os desenvolvedores se coloquem na situação das equipes de resgate, in loco. Então, os robôs devem ajudá-las de modo rápido e confiável. O finlandês acredita na capacidade das máquinas de vencer os grandes desafios e problemas. "Esse é o objetivo da competição: sair para o mundo real e resolver problemas."

Seu colega Frank Schneider já pensa mais adiante. Ele não quer se limitar a protótipos e exemplares únicos, mas sim que, dentro em breve, a indústria possa produzir robôs a preços acessíveis para os corpos de bombeiros e a defesa civil. Em casos de emergência, eles devem estar disponíveis em grande número. Uma grande lição veio a partir o desastre nuclear na usina de Tchernobil, onde numerosos trabalhadores foram expostos a níveis fatais de radiação, diz o especialista do Instituto Fraunhofer, e defende que, por regulamento, cada usina nuclear disponha de, pelo menos, três robôs especializados em resgate.

Um dos objetivos dos organizadores na Eurathlon é que as soluções encontradas por cada equipe se complementem bem, e que os projetistas possam aprender uns com os outros. Outro ponto importante é que se estabeleçam padrões industriais vinculativos, pois só assim os robôs para atuação em desastres poderão, um dia, ser produzidos em série.

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