A ideia de humanos e robôs trabalhando lado a lado no espaço já foi coisa de ficção científica, mas, com a NASA lançando missões cada vez mais complexas para regiões mais distantes do espaço, a colaboração entre humanos e robôs pode se tornar realidade.
Sistemas robóticos avançados são essenciais para os voos espaciais tripulados porque podem aumentar o desempenho e a produtividade da tripulação, ao mesmo tempo que reduzem riscos e ampliam as capacidades de exploração espacial. A Dexterous Robotics Team, do Johnson Space Center da NASA, em Houston, desempenha um papel fundamental no desenvolvimento de hardware e software robóticos para apoiar a visão ousada da NASA para o futuro, com foco em robôs capazes de realizar tarefas que os humanos executam com as mãos.
“Nossa equipe não está tentando substituir exploradores humanos por robôs, mas tornar a exploração humana mais segura e sustentável, desenvolvendo robôs altamente capazes, confiáveis e dignos de confiança para trabalhar em ambientes extremos”, disse Shaun Azimi, líder da Dexterous Robotics Team. “Se pudermos enviar robôs mais capazes, poderemos reduzir os riscos e tornar as pessoas mais eficientes na realização das coisas que os humanos fazem melhor.”
A equipe, formada por 16 pessoas, faz parte da Robotic System Technology Branch da NASA, que também desenvolve sistemas de mobilidade, como rovers planetários não tripulados. Azimi é um dos vários engenheiros que trabalham tanto em projetos de destreza quanto de mobilidade. Também há integração dentro da Dexterous Robotics Team. Embora o grupo esteja geralmente organizado em dois subgrupos — mecatrônica e software —, a maioria dos integrantes tem experiência em eletrônica ou mecânica, além de escrever software para simulações ou análises.
Grande parte dessa experiência foi adquirida no trabalho com dois conhecidos robôs humanoides: o Robonaut 2, que participou de demonstrações de tecnologias robóticas a bordo da Estação Espacial Internacional durante sete anos, e o Valkyrie, o primeiro robô humanoide bípede da NASA. Muitos dos funcionários que trabalharam nesses projetos agora formam a Dexterous Robotics Team e continuam desenvolvendo o legado desses robôs.
Hoje, a equipe apoia uma variedade de projetos e programas da agência, alguns dos quais exploram conexões com a construção da Moon Base, o primeiro posto avançado lunar da humanidade. “Nosso trabalho é uma combinação de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias com a aplicação de tecnologias no lado operacional”, disse Azimi. A equipe também colabora com a indústria privada e outros parceiros externos que enfrentam desafios semelhantes em seu trabalho, como uma empresa de petróleo e gás que busca aproveitar tecnologias robóticas em ambientes hostis e para tarefas mais arriscadas.
Um dos principais focos da equipe tem sido o desenvolvimento da instalação Integrated Mobile Evaluation Testbed for Robotics Operations (iMETRO), no Johnson. Disponível para programas da NASA e parceiros externos, a iMETRO foi projetada para apoiar a adaptação de tecnologias robóticas terrestres a aplicações de exploração espacial supervisionadas por humanos, como logística, manutenção e pesquisa científica. A instalação reúne software de código aberto e recursos de simulação, além de modelos de veículos espaciais e habitats, uma seleção de “robôs domésticos” e uma área externa com rochas. Ao oferecer instalações digitais e físicas, a iMETRO dá aos usuários flexibilidade para testar um robô inteiro ou um único componente de hardware ou software.
Azimi disse que a iMETRO ajuda a eliminar as suposições da colaboração da NASA com parceiros externos. “Ela mostra a eles as coisas que realmente precisamos que sejam feitas, para que não tenham de especular”, disse. “Também podemos reunir as pessoas que estão desenvolvendo as tecnologias robóticas — hardware, software ou ambos — com as pessoas que estão efetivamente projetando um habitat da superfície lunar ou um rover.” Isso permite que diferentes equipes aprendam umas com as outras: os fornecedores de tecnologia obtêm uma compreensão melhor do habitat, enquanto os projetistas do habitat aprendem quais recursos são necessários para acomodar um robô. “Eles podem aprender como os robôs percebem o mundo e interagem com objetos, e o que é difícil para um robô em comparação com um ser humano”, disse Azimi. “Não é necessariamente uma interface totalmente diferente; algo como uma alça maior ou uma iluminação melhor também pode facilitar as coisas para uma pessoa.”
Em um caso, uma equipe da PickNik Inc. usou a iMETRO para testar um software que permitia a um braço robótico reconhecer a escotilha de uma nave espacial, girar a trava, segurar a alça e abrir a porta. Em seguida, o braço conseguiu transferir bolsas de carga entre a escotilha e um contêiner. A instalação também apoiou o desenvolvimento e os testes, por um estagiário da NASA, de um software que usava um braço robótico comercial comum e uma câmera para inspecionar e fazer a manutenção de um freezer de armazenamento refrigerado, como os existentes a bordo da estação espacial.
Azimi reconheceu que, no curto prazo, a equipe está priorizando tecnologias capazes de apoiar uma presença humana contínua na superfície lunar, mas observou que essas tecnologias também têm aplicações em futuras missões a Marte. Na verdade, a equipe está colaborando com outras organizações da agência em um próximo desafio da NASA, que convidará o público a compartilhar suas ideias de soluções tecnológicas para a exploração de Marte.
Azimi disse que frequentemente lhe perguntam por que existe uma equipe de robótica no Johnson. “Trata-se realmente dos elementos humanos — seja trabalhar em ambientes projetados para humanos, seja trabalhar ao lado de humanos. Esse é o nosso nicho”, disse. “Estamos em uma posição única para trazer as pessoas que estão projetando os ambientes humanos.”