Um Mar de Robôs, um projecto nacional de sucesso

Estamos a entrar na era da inteligência artificial que se começa a interligar de uma forma cada vez mais íntima com a robótica. Na verdade, esta é ainda uma área um tanto ou quanto desconhecida e intrigante para muitos de nós, mas há quem a veja como desafiante e os projectos de sucesso vão sendo reconhecidos.

É o caso do projecto desenvolvido pelo Instituto de Telecomunicações do Instituto Universitário de Lisboa e da Universidade de Lisboa, o A Sea of Robots, que acabou de vencer o prestigiado prémio de “Melhor Vídeo de Robótica” da competição de vídeos da Conferência Internacional em Inteligência Artificial. Mas perceba melhor em que consiste este projecto nacional.

“A Sea of Robots” (Um Mar de Robôs) é o nome do vídeo do projecto nacional vencedor, apresentado em Phoenix, Arizona, EUA, a 15 de Fevereiro de 2016. O pequeno filme documenta o trabalho pioneiro dos investigadores na área da robótica e inteligência artificial, do Instituto de Telecomunicações do Instituto Universitário de Lisboa e da Universidade de Lisboa, que consistiu em desenvolver um swarm (enxame) de robôs aquáticos inteligentes que aprendem a cooperar entre si para cumprirem missões de forma completamente autónomas.

Robótica de enxame

A robótica de enxame tem o potencial de escalar para centenas ou milhares de robôs. Estes sistemas podem ser usados para cobrir vastas áreas, tornando-os ideais para tarefas como monitorização ambiental, busca e salvamento, e vigilância marítima.

Este tipo de abordagem é uma mudança de paradigma: em vez de se utilizar apenas um ou poucos robôs caros e complexos, passamos a utilizar muitos robôs, simples e baratos. […] O controlo neste tipo de sistemas não pode ser centralizado. Cada robô decide por si próprio como executar a missão, coordenando-se com os robôs mais próximos

Explica o investigador principal Prof. Anders Christensen

Uma abordagem inspirada na Natureza

Os investigadores utilizaram abordagens inspiradas na natureza para conceber o enxame robótico. Em vez de programar os robôs manualmente para desempenhar uma tarefa, utilizaram algoritmos evolutivos para criar o software de controlo de cada robô. Estes algoritmos imitam a teoria da evolução de Darwin para gerar a inteligência artificial que controla cada robô de forma automática.

Os robôs, basicamente, aprendem a cooperar uns com os outros.

Cada robô é controlado por uma rede neuronal artificial, um “cérebro artificial” que lhes permite desempenhar tarefas de forma autónoma, sem ser necessário um operador humano ou uma estação de controlo central. A equipa demonstrou as capacidades do enxame robótico em várias tarefas coletivas, tais como monitorização de uma área, navegação em bando, agregação, e dispersão.

Quais os custos destes robôs

A plataforma robótica foi desenvolvida pela equipa de raiz através de técnicas de fabricação digital de forma a reduzir os custos.

Cada robô custa aproximadamente 300€ por unidade. O casco dos robôs foi produzido com uma máquina CNC, e equipado com componentes impressos em 3D. Cada robô tem um GPS, uma bússola digital, pode comunicar com os robôs vizinhos através de Wi-Fi e o software de controlo corre num Raspberry Pi 2.

Para o futuro

A equipa encontra-se agora a desenvolver a segunda geração dos seus robôs aquáticos, que poderão ser equipados com diferentes tipos de sensores e usados em missões de longa duração no mar. Os enxames de robôs têm o potencial para substituir navios tripulados, reduzindo os custos e os perigos para as tripulações em muitas missões marítimas.

O trabalho do grupo encontra-se actualmente em submissão para uma revista internacional, e a versão preliminar pode ser consultada aqui. O projecto foi financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.