Ultrapassando limites na construção

O objetivo era que os usuários experimentassem uma integração perfeita entre fabricação robótica, wearables, rastreamento RFID e inteligência incorporada nas peças de construção. Foi um desafio formidável. O bambu bruto é um material muito irregular e flexível, com diferentes comprimentos e larguras. “Quando começamos, não tínhamos certeza de até que ponto poderíamos trabalhar com nosso robô e ajudá-lo a entender a incerteza e a variabilidade que estávamos dando a ele”, explica Heather Kerrick, engenheira sênior de pesquisa do Laboratório de Robótica da Autodesk. “Estávamos muito orgulhosos de nossa capacidade de capacitar o robô, dando-lhe sensores e habilidades de tomada de decisão e, em seguida, agir de acordo com isso."

O Pavilhão da Colmeia foi construído em "estações sinuosas", onde os participantes prenderam três pedaços aleatórios de bambu em um Robô Universal que gerou a sequência de movimento necessária para prender a fibra nas pontas do bambu para criar um elemento de tensegridade único, com aparência de ervas daninhas. “Os robôs UR foram capazes de oferecer movimentos muito precisos e medições muito precisas que teriam sido difíceis para um humano fazer no local, de modo que o humano não precisava de tantas ferramentas ou equipamentos de medição”, diz Kerrick, ao mesmo tempo em que enfatizava o aspecto de segurança. “Estamos fazendo pesquisas experimentais onde os robôs estão se movendo com base em dados de sensores em tempo real, então a chance de o robô fazer algo inesperado é muito alta”, explica Kerrick, acrescentando que se sua equipe tivesse usado um robô maior e mais industrial, eles não teriam sido capazes de se envolver com o público da mesma maneira e teria sido um projeto de pesquisa muito mais lento. “Mas com a Universal Robots, conseguimos ser um pouco mais ousados com nossa pesquisa, porque podíamos confiar que o robô não se quebraria e não representaria um perigo para os outros." A equipe da Autodesk construiu com sucesso a COLMEIA em três dias.

Ser capaz de operar em um espaço aberto sem proteção de segurança também rendeu ao robô UR10 uma participação especial em “R2 Apaixonado”, um curta-metragem viral criado por Evan Atherton, engenheiro de pesquisa da Autodesk. O filme apresenta o desenho de retrato modelo UR10 da Universal Robots em um parque. “Levar um robô para este lugar desconhecido foi um desafio interessante”, explica Atherton. Juntamente com colegas, ele calibrou o robô e escreveu um programa simples que direcionava o robô a seguir os caminhos de um desenho vetorial projetado em uma tela. “O UR10 era perfeito; era pequeno, móvel e seguro. Poderíamos trazê-lo para fora em um caso Pelican. Se tivéssemos usado um dos nossos robôs tradicionais, teria sido necessária uma empilhadeira e uma gaiola de segurança para que isso nunca tivesse funcionado”, diz ele.

Os recursos de segurança integrados dos robôs da UR também levaram a Autodesk a desenvolver um protótipo de “assistente de robô” para canteiros de obras que podem ser transportados em torno de canteiros de obras. A equipe de pesquisa colocou um roteador na extremidade do braço do robô, deu-lhe uma câmera e um projetor e desenvolveu um software de aprendizado de máquina que permitiu que o robô reconhecesse gestos humanos e comandos de voz. O UR10 pode ser enrolado até um pedaço de drywall, por exemplo, e projetar uma tomada na parede que o usuário pode modificar e, em seguida, usar o comando de voz para dizer ao UR10 para ir em frente e cortá-lo.

Usando a orientação visual, o robô pode escolher um tijolo pré-definido em uma confusão de diferentes tamanhos e cores. Se a peça for agarrada na posição errada para colocação, a UR10 realiza uma pesquisa visual e pode reposicionar e voltar a agarrar a peça até que seja colocada corretamente na garra. A colocação final também é guiada por um segundo robô UR, um UR5, segurando uma câmera para verificar o conjunto de tijolos. “A próxima iteração é realmente começar a montar projetos, por exemplo, uma casa de Legos ou uma girafa de brinquedo, e depois fazer com que o robô a construa automaticamente”, explica Yotto Koga, arquiteto de software da Autodesk, enfatizando como a capacidade de trabalhar ao lado do robô nesse processo é imperativa. “Uma das principais razões pelas quais escolhemos a Universal Robots é porque é seguro trabalhar com ela. Eu poderia literalmente conectar o robô ao meu laptop, trabalhar ao lado dele e iterar rapidamente nossos experimentos sem me preocupar com protocolos de segurança retardando as coisas. Isso foi muito importante para a gente progredir nesse projeto.”

O rápido progresso também foi facilitado pelas APIs abertas dos robôs da UR. “Conseguimos obter um controle de nível bastante baixo dos robôs UR usando a API de streaming sobre comunicação TCP, o que era vital para nossas necessidades específicas, pois precisávamos acessar diretamente o robô ignorando o próprio sistema operacional do robô”, explica o arquiteto de software. Sua colega Heather Kerrick conta como o projeto HIVE também se beneficiou da arquitetura aberta do robô. “Construir a COLMEIA significava trabalhar em várias linguagens de codificação e ambientes diferentes entre equipes e dispositivos. Conseguimos simplificar todos os nossos comandos em uma única string que pudemos enviar para o robô”, conta. Com nossos robôs industriais maiores, muitas vezes há etapas extras ou software extra necessário para contornar quaisquer controles nativos incorporados ao robô, o que não é o caso aqui. A linguagem de script para a UR também é muito, muito simples de aprender e usar.”