Capítulo 2 : Robô humanoide
Um robô que tem uma forma semelhante à do corpo humano é conhecido como robô humanoide. O projeto pode ser destinado por razões práticas, como interagir com equipamentos humanos e ambientes, ou pode ser destinado a fins experimentais, como pesquisar o movimento bípede, ou pode ser destinado a algum outro propósito. Os robôs humanoides normalmente consistem em um tronco, uma cabeça, dois braços e duas pernas; No entanto, alguns robôs humanoides podem duplicar apenas parte do corpo, como da cintura para cima. Em geral, os robôs humanoides contêm essas partes. Alguns robôs humanoides incluem cabeças que se destinam a assemelhar-se a características faciais humanas, como olhos e lábios. Estes robôs são conhecidos como mímicos faciais. Os Androides são robôs humanoides que foram concebidos para se parecerem e se comportarem como os humanos.
A ideia de um robô que se assemelha a um ser humano pode ser rastreada até uma grande variedade de civilizações em todo o mundo. Mitos gregos e outras literaturas religiosas e filosóficas da China têm histórias de autômatos humanoides que datam do século 4 a.C. Estes documentos datam alguns dos primeiros relatos do conceito de autómatos humanoides. Mais tarde, protótipos físicos de autômatos humanoides foram construídos no Oriente Médio, Itália, Japão e França.
De acordo com várias histórias, Hefesto, o deus grego dos ferreiros, foi responsável pela criação de uma variedade de autómatos humanoides. Hefesto, o deus da metalurgia e da fabricação de instrumentos, é creditado na Ilíada de Homero por criar servas douradas e dotá-las de vozes humanas para que possam ser usadas como ferramentas ou instrumentos de fala.
O conceito de autômato humanoide foi descrito pela primeira vez na íntegra em uma obra filosófica taoísta intitulada Liezi, que foi escrita no século III a.C. pelo filósofo chinês Lie Yukou. O livro faz referência a um engenheiro chamado Yan Shi que desenvolveu um robô humanoide de tamanho e proporções humanas especificamente para Ruler Mu, o quinto rei da dinastia chinesa Zhou.
Ismail al-Jazari, um engenheiro muçulmano, foi responsável pela criação de uma série de autômatos humanoides no século 13. Ele projetou uma garçonete robô que poderia servir os clientes, distribuir bebidas de um reservatório de líquido e emergir por trás de uma porta automatizada.
Em 1400, Leonardo da Vinci concebeu um sofisticado robô mecânico que era capaz de se sentar, ficar de pé e mover autonomamente os braços. O robô estava vestido com um casaco de armadura e era complicado. O mecanismo completo do robô era controlado por uma polia e rede de cabos.
Conhecidos como bonecos karakuri, esses autômatos humanoides foram construídos pelos japoneses durante os séculos 17 e 19. Esses bonecos, que eram utilizados para diversão em teatros, casas e festivais religiosos, se assemelhavam a bonecos e eram usados nos três cenários.
Jacques de Vaucanson, um inventor francês, é creditado com a criação de um grande autômato humanoide no século 18 que recebeu o nome de O Flautista. Este robô de madeira, que tinha aproximadamente o tamanho de uma pessoa, tinha a capacidade de tocar uma variedade de músicas na flauta. Era composto por uma série de foles, tubos, pesos e outros componentes mecânicos, e seu objetivo era imitar os movimentos dos músculos necessários para tocar flauta.
Vários subcampos da ciência atualmente fazem uso de robôs humanoides como instrumentos para fazer pesquisa. Para criar robôs humanoides, os pesquisadores se concentram na biomecânica, que é o estudo da estrutura e do comportamento dos corpos humanos. Por outro lado, as tentativas de recriar o corpo humano levam a uma compreensão mais profunda desse corpo. O estudo da cognição humana é um subcampo da psicologia preocupado com a forma como as pessoas adquirem novas capacidades percetivas e motoras através da utilização da informação que recebem dos seus sentidos. Esta informação é utilizada no desenvolvimento de modelos computacionais do comportamento humano, que têm demonstrado uma melhoria constante ao longo dos anos.
Foi levantada a hipótese de que robôs muito sofisticados possibilitariam que pessoas comuns adquirissem habilidades sobre-humanas. Por favor, consulte o transhumanismo.
Os domínios da medicina e da biotecnologia, para além de outras áreas de estudo como a biomecânica e a ciência cognitiva, podem beneficiar muito da utilização de robôs humanoides.
Apesar do fato de que o objetivo principal da pesquisa humanoide era melhorar órteses e próteses para pessoas, a informação tem sido compartilhada entre os dois campos. Alguns exemplos desses tipos de próteses são próteses de perna motorizadas para pessoas com deficiências neuromusculares, órteses tornozelo-pé, próteses de perna biologicamente realistas e antebraços protéticos.
Na prática e desenvolvimento de assistência médica personalizada, robôs humanoides podem ser utilizados como cobaias. Nessa capacidade, eles podem basicamente servir como enfermeiros robóticos para populações como os idosos. Os humanoides também são apropriados para alguns trabalhos que envolvem seguir procedimentos passo a passo, como trabalhar como administradores de receção ou em linhas de montagem para automóveis. Por serem capazes de utilizar ferramentas, bem como máquinas de controle, ferramentas e veículos que foram criados para a forma humana, os humanoides são teoricamente capazes de fazer qualquer trabalho que uma pessoa humana seja capaz, desde que tenham o software apropriado. No entanto, o nível de dificuldade envolvido em fazê-lo é enorme.
No mundo do entretenimento, os robôs humanoides têm uma longa e ilustre história, começando com a noção e ideais apresentados no conto de Prometeu e continuando através da aplicação e construção física de animatrônicos contemporâneos usados em parques temáticos. Há muitas performances nos parques temáticos da Disney que fazem uso de robôs animatrônicos que aparecem, se movem e falam de uma maneira muito semelhante à dos humanos. Embora estes robôs tenham uma aparência realista, eles não são capazes de cognição ou movimento independente de qualquer forma. O documentário independente Plug & Pray, que foi lançado em 2010, foca-se numa variedade de robôs humanoides, bem como nas potenciais aplicações que esses robôs podem ter no dia-a-dia.
Apesar do fato de que os robôs humanoides têm uma grande variedade de usos potenciais no mundo real, sua principal função é mostrar a tecnologia em desenvolvimento. É possível que robôs humanoides, particularmente aqueles equipados com algoritmos de inteligência artificial, sejam úteis para futuras missões de exploração espacial que são perigosas ou extremamente distantes da Terra. Isso eliminará a necessidade de a tripulação se virar e voltar para a Terra assim que a missão terminar.
Um dispositivo que monitora alguma qualidade do ambiente externo é conhecido como sensor. A deteção é uma componente essencial dos paradigmas robóticos, uma vez que é um dos três blocos de construção fundamentais da robótica (os outros dois são o planeamento e o controlo).
Existem duas maneiras diferentes de categorizar os sensores: uma é baseada no mecanismo físico pelo qual eles funcionam, e a outra é baseada no tipo de informação de medição que eles geram. Neste caso específico, foi utilizada a segunda estratégia.
A localização, direção e velocidade do corpo e das articulações do humanoide, além de outras variáveis internas, podem ser sentidas pelos sensores proprioceptivos do humanoide. e até sensores de velocidade.
É possível obter informações sobre o que foi tocado usando matrizes de tactels. A Shadow Hand está equipada com 34 tactels, cada um dos quais está escondido atrás da pele de poliuretano que cobre cada um dos seus dedos. Além disso, os sensores táteis são capazes de oferecer dados sobre as forças e torques que são comunicados entre o robô e outros objetos.
O processamento de entrada de qualquer modalidade que faz uso do espectro eletromagnético, a fim de formar uma imagem é referido como visão. É usado em robôs humanoides com a finalidade de reconhecer objetos e determinar as características das coisas. Os sensores de visão desempenham as suas funções da forma mais semelhante à dos olhos humanos. A maioria dos robôs humanoides usa câmeras CCD como seu principal tipo de sensor visual.
A capacidade dos robôs humanoides de ouvir a fala e os ruídos circundantes é possibilitada pelos sensores de som, que funcionam de forma semelhante à audição humana. Para que os robôs comuniquem uns com os outros, os microfones são frequentemente usados.
Os motores que são responsáveis pelo movimento dentro do robô são chamados de atuadores.
A maioria dos robôs humanoides usa atuadores elétricos, tornando-os a forma mais comum de atuadores nessas máquinas.
Os atuadores que usam fluido hidráulico geram mais potência do que os atuadores elétricos ou pneumáticos, e também têm um maior grau de controle sobre o torque que geram em comparação com os atuadores que usam outros tipos de fluido.
Os atuadores pneumáticos funcionam com base no princípio de que os gases podem ser comprimidos a um volume menor.
Planejamento em robótica refere-se ao ato de traçar os movimentos e trajetórias que o robô seguirá no futuro.
Um motivo recorrente na representação de robôs humanoides em obras de ficção científica relaciona-se com as maneiras pelas quais essas máquinas podem ajudar as pessoas na sociedade ou representar...
