Como um simulador est ensinando robs a cortar seres humanos com preciso

Robtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/07/2021

Corte robotizado

Pesquisadores da Universidade do Sul da Califrnia criaram um simulador de corte robotizado que consegue reproduzir com preciso as foras que atuam em uma faca conforme o rob a usa para cortar objetos macios e variveis, como carne, frutas e vegetais.

A equipe est tambm aprimorando um mdulo do simulador que permite simular o corte de tecidos humanos, uma vez que um dos objetivos dos pesquisadores melhorar o desempenho dos robs cirurgies.

Um dos desafios para criar robs inteligentes capazes de cortar coisas que, no mundo real, no h dois objetos iguais – seja um paciente, um corte de carne em um frigorfico ou um alimento qualquer.

Para superar isso, a equipe desenvolveu uma abordagem nica para simular o corte, introduzindo molas virtuais entre as duas metades do objeto sendo cortado, que por sua vez representado por uma malha. Durante o processo de simulao, essas molas vo se enfraquecendo em proporo fora exercida pela faca.

“O que torna o nosso um tipo especial de simulador que ele ‘diferencivel’, o que significa que ele pode nos ajudar a ajustar automaticamente esses parmetros de simulao a partir de medies do mundo real,” disse o pesquisador Eric Heiden. “Isso importante porque fechar essa lacuna de realidade um desafio significativo para os roboticistas de hoje. Sem isso, os robs nunca sairo da simulao para o mundo real.”

Objetos macios, como carnes e alimentos, no ficam fixos, o que exige que o rob seja ajustado continuamente durante o processo de corte.
[Imagem: USC]

Robs mdicos

Para transferir habilidades da simulao para a realidade, um simulador deve ser capaz de modelar um sistema real.

Em um dos experimentos de demonstrao, os pesquisadores usaram um conjunto de dados de perfis de fora de um rob fsico para produzir previses altamente precisas de como a faca se moveria na vida real.

Alm de aplicaes na indstria de processamento de alimentos, onde robs industriais podem assumir tarefas perigosas, como cortes repetitivos, o simulador pode melhorar a preciso do feedback hptico de fora em robs cirrgicos, ajudando a orientar os cirurgies e evitar leses nos pacientes.

“[Neste tipo de aplicao] importante ter um modelo preciso do processo de corte e ser capaz de reproduzir de forma realista as foras que atuam na ferramenta de corte medida que diferentes tipos de tecido so cortados,” disse Heiden. “Com nossa abordagem, somos capazes de ajustar automaticamente nosso simulador para corresponder a esses diferentes tipos de material e obter simulaes altamente precisas do perfil de fora.”

A equipe j est aplicando o simulador a robs mdicos e industriais do mundo real.

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