Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas e do Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, instituições da Universidade de Harvard, estão desenvolvendo equipes robóticas de construção capazes de levantar estruturas e trabalhar em equipe — tudo de forma autônoma, sem a necessidade de supervisão. A inspiração para isto? Os cupins (térmites).

Os cupins podem construir enormes montes de terra (seus ninhos) agindo cooperativamente, sendo que cada animal utiliza apenas sinais da presença de outros animais e do ambiente ao seu redor para guiar o processo de construção. O contrário fazemos nós, humanos, que precisamos distribuir nossos construtores em níveis hierárquicos. Assim, um chefe de obras humano, por exemplo, fica responsável por gerenciar trabalhadores treinados, a fim de que uma planta saia do papel.

“Aprendemos as coisas incríveis que esses insetos minúsculos podem construir e dissemos: ‘Fantástico. Agora, como criar e programar robôs que trabalhem de maneiras similares, mas que construam o que os humanos querem?”, declarou Justin Werfel, autor líder do estudo, publicado no periódico Science, e pesquisador do Instituto Wyss.

O valor do trabalho em equipe

Os robôs (que podemos ver tanto na imagem de destaque, quanto na fotografia abaixo), batizados de TERMES, levaram quatro anos para serem desenvolvidos, e erguem estruturas tridimensionais, como torres, castelos e pirâmides, por exemplo, a partir de tijolos de isopor. O input de informações neles se deve a um conjunto de sensores que detectam a presença de um tijolo ou de outro robô no caminho. Assim que reconhecem os tijolos, os robôs podem erguê-los e posicioná-los no próximo espaço aberto do local da construção. Nenhum operário tem instruções fixas, o que significa que, caso algum sofra qualquer avaria, os demais podem se encarregar da finalização da estrutura.

Ademais, a programação inicial dos cupins autômatos lhes permite a movimentação ao longo de uma grade, a partir da qual obedecem “leis de trânsito” que coordenam os locais onde depositar os blocos de construção, dependendo da estrutura. Isto, segundo Werfel, “mantém um fluxo de robôs e material movendo-se pela estrutura”.

Os robôs cupins — ou cupins robôs? — constroem as escadas das quais necessitam para concluir o projeto desejado. — os robôs cupins — ou cupins robôs? — constroem as escadas das quais necessitam para concluir o projeto desejado.

Graças ao modelo de inteligência coletiva implantado, os pesquisadores esperam que equipes robóticas de diferentes tamanhos possam, no futuro, construir projetos considerados perigosos demais para humanos, como estruturas em Marte: “Apesar de isso provavelmente estar muito distante, uma aplicação de prazo mais curto poderia ser algo como construir diques com sacos de areia para a proteção contra enchentes”, disse Werfel.

Dadas as condições de trabalho, o sistema aceita a adaptação de um controle central. Caso esteja em operação em um local perigoso ou remoto, talvez seja preferível que um controlador humano supervise o progresso e a eficiência da equipe de construção, por exemplo.

O professor de ciências da computação Radhika Nagpal, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard (SEAS), afirmou que, por fim, é possível que se queira algo entre os sistemas centralizado e descentralizado, mas a equipe de desenvolvimento do projeto já provou que é possível fazer tudo como os cupins, “[e] do ponto de vista dos cupins, está funcionando muito bem”.

Acompanhe um pouco do trabalho dos TERMES no vídeo (acelerado) a seguir, elaborado pelos pesquisadores de Harvard: