As florestas tropicais, conhecidas por serem os habitats com maior biodiversidade do mundo, têm a maior concentração de organismos vivos nas suas densas copas. No entanto, explorar estes habitats é um desafio, uma vez que subir em árvores apenas permite a recolha seletiva de dados.
Mesmo os robôs existentes enfrentam dificuldades neste ambiente, pois os drones aéreos são inadequados devido ao risco de as pás do rotor ficarem emaranhadas na folhagem. Além disso, as diferentes espessuras e texturas dos galhos representam um desafio para os robôs escaladores.
Para superar este desafio, os investigadores suíços inspiraram-se em animais arbóreos que utilizam múltiplos modos de locomoção. Eles estão desenvolvendo um robô de monitoramento ambiental chamado Avocado, baseado em aranhas que fazem rapel.
Este robô inovador possui uma carcaça robusta semelhante ao formato da fruta verde e utiliza um guincho e rotores para descer pela copa, coletando dados sobre a vida nas copas das árvores. O robô também possui tecnologia de navegação autônoma escondida dentro dele, o que lhe permitirá mover-se pelas copas das árvores de forma independente.
O robô Abacate é amarrado por um cabo a um dos galhos mais altos de uma árvore e de lá é baixado até a copa da árvore. Curiosamente, os pesquisadores tiveram essa ideia ao observar aranhas, que também praticam rapel em seus fios de seda.
Na atual fase de testes, os pesquisadores ainda estão amarrando o robô manualmente, subindo na árvore. Mais tarde, um drone também poderia servir como uma espécie de nave-mãe, transportando o robô para áreas inacessíveis e ancorando-o nos galhos mais altos das árvores.
Uma vez preso à árvore, o Avocado pode subir e descer sozinho, graças a um guincho que fica escondido na parte superior de sua caixa. O robô possui dois rotores dentro de sua “protuberância” – a parte onde ficaria o caroço de um abacate real – que ele usa para ganhar impulso e manobrar em torno de galhos, folhagens e outros obstáculos.
“A ideia por trás desta área de pesquisa é tirar robôs das fábricas e usá-los ao ar livre para pesquisas ambientais”, explica Steffen Kirchgeorg, estudante de doutorado na ETH Zurich e no Instituto Federal Suíço de Pesquisa Florestal, Neve e Paisagem em Birmensdorf.
O grupo de pesquisa liderado por Stefano Mintchev realizou simulações para ver como o robô pode se mover de forma autônoma através do uso habilidoso de seu guincho e de seus rotores. O robô usa uma câmera integrada para perceber o ambiente, mas a iluminação nas copas das árvores representa um desafio, pois muda rapidamente de claro para escuro. A equipe está agora tentando melhorar a capacidade da câmera de perceber a profundidade nessas condições. O robô já completou uma pista de obstáculos em ambientes fechados e também foi testado em uma árvore real.
Os pesquisadores já imaginaram os usos potenciais do Abacate, uma vez que ele domine a locomoção autônoma. Por exemplo, ele poderia ser utilizado na floresta tropical por longos períodos de tempo porque só consumirá energia da bateria quando for necessário se mover. Além disso, se uma célula solar for colocada acima dela, a eletricidade poderá ser transmitida pelo cabo. O robô opera silenciosamente, por isso não perturbará os habitantes da floresta.
Mais uma vantagem de estar amarrado por um cabo é que o robô pode carregar muito peso e ser equipado com diversos instrumentos. Por exemplo, pode ter sensores de umidade e temperatura para mapear o microclima em diferentes seções da copa das árvores, ou pode ter braços de pinça e filtros de ar para coletar amostras de DNA. Quem sabe, poderemos até descobrir algumas novas espécies de animais ou plantas, porque provavelmente há um grande número de espécies não descobertas ainda escondidas na copa da floresta tropical.
O projeto foi financiado pela Swiss National Science Foundation. A equipe de pesquisa – trabalhando em conjunto com outros grupos de pesquisa da ETH – chegou à final da competição “XPRIZE Rainforest”, que traz um substancial prêmio em dinheiro.
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