Robôs a devorar outros robôs: os benefícios do metabolismo das máquinas

Investigadores da Universidade de Columbia criaram robôs que se “alimentam” de outros para crescer e adaptar-se. Inspirados na biologia, estes sistemas modulares propõem um novo modelo de robótica evolutiva, com foco na sobrevivência e autorreconfiguração.

Durante décadas, procurámos tornar os robôs mais inteligentes e fisicamente capazes, imitando a inteligência e os movimentos biológicos.

Mas, ao fazer isso, apenas replicámos os resultados da evolução biológica. O que precisamos é de replicar os seus métodos.

Defende Philippe Wyder, investigador em robótica do desenvolvimento na Universidade de Columbia. Wyder liderou uma equipa que demonstrou uma máquina com uma forma rudimentar do que chamam de metabolismo.

Ele e os colegas criaram um robô capaz de consumir outros robôs para crescer fisicamente, tornar-se mais forte, mais capaz e continuar a funcionar.

Os métodos da natureza

O conceito de metabolismo robótico junta ideias de vida artificial, robôs modulares e o design orientado para a sobrevivência. A vida artificial estuda a evolução de organismos através de simulações computacionais.

Os robôs modulares, como os desenvolvidos por Daniela Rus ou Mark Yim nos anos 1990, são máquinas reconfiguráveis compostas por módulos básicos. Magnus Egerstedt, no livro Robot Ecology, defende que os robôs devem ser concebidos não com base em tarefas específicas, mas com foco na sobrevivência.

A equipa de Wyder combinou estas ideias e criou um robô que podia “comer” outros.

A inspiração principal foi a biologia: tal como os 20 aminoácidos formam proteínas e organismos, Wyder desenvolveu um módulo básico, chamado Truss Link, com o papel funcional de um aminoácido.

Este módulo, em forma de haste de 16 cm, continha baterias, controladores eletrónicos e motores que permitiam mover-se, ligar-se a outros com ímanes e formar estruturas maiores.

Crescimento robótico

O primeiro teste ocorreu num espaço com obstáculos e desníveis. Os módulos Truss Link foram dirigidos pela equipa para formar estruturas como triângulos, estrelas ou pirâmides.

À medida que cresciam, tornavam-se mais capazes: um módulo movia-se em linha reta, um triângulo já conseguia virar, uma pirâmide superava pequenos muros. Com um mecanismo extra, alguns robôs ajudavam outros a formar estruturas complexas.

Mas tudo era controlado por humanos. A dúvida era: conseguiriam os módulos auto-organizar-se sem intervenção?

Em simulações, seis módulos lançados num espaço confinado e com movimentos aleatórios formaram, em 64% dos casos, estruturas em estrela; em 8,4%, triângulos; e em 45%, diamantes com cauda (algumas eram fases intermédias). Os módulos conseguiam até reparar danos ou substituir módulos avariados.

Os investigadores acreditam que as máquinas serão importantes nas operações de resgate, recuperação de desastres naturais e até missões espaciais de longa duração.

Mas é mesmo metabolismo?

“Metabolismo” vem do grego metabolē (“mudança”). Os robôs de Wyder mudam, crescem, reorganizam-se e mantêm-se a funcionar. No entanto, o metabolismo verdadeiro implica consumir materiais, extrair energia e transformar compostos.

Estes robôs só usam módulos pré-fabricados compatíveis, não conseguem, por exemplo, transformar lixo plástico em novos módulos. A questão é se a definição de metabolismo pode ou deve ser estendida.

Por agora, o uso mais prático desta abordagem é teórico. Wyder admite que não há ainda uma aplicação direta. Estão a desenvolver novos módulos com sensores, inspirados na diversidade dos aminoácidos da vida. Mas falta um elemento crucial: o propósito.

A vida evolui para sobreviver, adaptando-se a predadores e ambientes. Egerstedt defende que devemos aplicar essas pressões de sobrevivência aos robôs. Wyder concorda: fala da criação de uma “ecologia robótica autossustentada”, mas sem exagerar nas analogias com a vida.

O objetivo não é criar robôs predadores. É, por exemplo, construir uma colónia lunar: os robôs dispersar-se-iam, explorariam o terreno e depois juntavam-se em estruturas maiores como edifícios ou gruas. Estas estruturas absorveriam os robôs mais pequenos para integrar as suas funções.

Segundo Wyder, um sistema robótico como este poderia adaptar-se até melhor que a vida.

Pode haver um momento em que um terceiro braço salvaria a tua vida, mas tu não o podes crescer. Um robô, com tempo suficiente, pode.

Concluiu o investigador.