Assista a este conceito de Mars Rover de inspiração biológica ‘nadar’ na areia sobre rodas curvas (vídeo)

Uma nova abordagem para explorar as dunas de areia de Marte é o Valles Marineris Explorer – ou VaMEx. VaMEx é um projeto da Agência Espacial Alemã no Centro Aeroespacial Alemão (DLR). O objetivo da iniciativa é projetar um enxame de robôs autônomo e heterogêneo para explorar Valles Marineris em Marte – anunciado como o “Grand Canyon” no Planeta Vermelho.

Valles Marineris é um enorme sistema de vale do Rift Marte que os cientistas querem procurar vestígios de água líquida, que possa existir em nichos protegidos e servir de habitat para possível vida. Mas a região é difícil de investigar devido à sua topografiao que representa desafios para o levantamento robótico.

Mas a equipe VaMEx está explorando combinações de sistemas de direção, caminhada e voo para aproveitar o que cada conceito traz para a mesa em termos de investigação conjunta de uma grande área com características ambientais variadas. Uma abordagem única que a equipa está a explorar é um rover de Marte equipado com rodas curvas inventivas, que, tal como as patas de um lagarto do deserto, podem “nadar” na areia.

Um rover de Marte explorado pelo projeto VaMEx apresenta rodas inovadoras, que, como as de um lagarto do deserto, podem “nadar” na areia. (Crédito da imagem: Marco Schmidt/Universidade de Würzburg)

Um grupo de pesquisa da Universidade de Würzburg captou a forma de locomoção do peixe-areia, adotando e adaptando esse movimento em um rover de Marte que supostamente supera outras formas de navegar pela areia.

Colaborando com investigadores do DLR em Bremen, Alemanha, especialistas da Universidade de Würzburg conceberam rodas móveis que imitam as características de mobilidade do sandfish e a interacção com o solo, gerando forças longitudinais e laterais. Esse movimento deixa rastros sinusoidais ou em forma de S na areia.

um veículo de quatro rodas anda na areia com rodas curvas, deixando rastros em forma de S na areia — Um rover de Marte explorado pelo projeto VaMEx apresenta rodas inovadoras, que, como as de um lagarto do deserto, podem “nadar” na areia. (Crédito da imagem: Marco Schmidt/Universidade de Würzburg)

Bio-inspirado

As máquinas da Mars devem lidar com areia, cascalho, encostas e terrenos geralmente irregulares, mantendo ao mesmo tempo sua mobilidade, estabilidade e eficiência.

Marco Schmidt, cientista da computação universitário e chefe da Cátedra de Sistemas Embarcados e Sensores para Observação da Terra (ESSEO), está liderando a pesquisa de mobilidade de inspiração biológica.

A equipe de Schmidt testou o rover na areia e em terreno aberto, trabalhando com o Centro Alemão de Pesquisa para Inteligência Artificial em Bremen e com a Universidade de Bremen.

Os resultados mostraram que o veículo se move de forma estável na areia, no entanto, os experimentos também apontaram indicações claras de melhorias, diz Schmidt.

A ideia de locomoção do sandfish foi adotada a partir de Scincus scincusum lagarto encontrado no deserto do Saara que é capaz de cavar e literalmente “nadar” pela areia do deserto para caçar ou escapar de predadores.

Soluções de mobilidade

O trabalho na técnica de mobilidade está em andamento na universidade, com previsão de novos refinamentos para melhorar o desempenho em terrenos mistos. A equipa ESSEO pretende expandir a sua contribuição para o VaMEx no sentido da mobilidade orientada por software.

Os planos de investigação também exigem o desenvolvimento de estratégias de controlo que tenham explicitamente em conta o deslizamento, o afundamento e a interacção entre o terreno e a roda. Um resultado seria um comportamento mais estável e adaptável do rover em ambientes granulares.

“Criar soluções de mobilidade que possam percorrer vastos campos de dunas em Marte de forma confiável e eficiente, não apenas em Valles Marineris, mas em todo o planeta, é fundamental para a futura exploração de Marte, tanto robótica quanto tripulada”, acrescenta Pascal Lee do SETI Institute, Mars Institute, Ceres Robotics e NASA Ames Research Center, que não está associado a este estudo.