Robô antropomórfico é o robô que possui uma estrutura parecida com os humanos, com cabeça, tronco, mãos, pernas e pés, sendo assim ele possui habilidades que se assemelham muito com o comportamento humano, que vão além de caminhar para sentar, correr ou até mesmo pular sobre dois pés. Além disso, é esperado que humanóides desempenhem tarefas no futuro que facilitem a vida humana, como cuidar de pessoas e realizar tarefas arriscadas.

Robô Atltas (Boston Dynamics) saltando caixas.

A estrutura física de humanóides é complexa, pois por possuírem braços e pernas articulados há uma grande quantidade de graus de liberdade (DOF), Degrees of liberty. DOF diz respeito ao conjunto de deslocamentos e rotações que um corpo pode realizar, ou seja, uma rotação sobre um eixo caracteriza um grau de liberdade, por exemplo, o movimento de subir e descer a palma da mão demonstrado no GIF abaixo. Os robôs atuais apresentam em média 6 graus de liberdade em cada perna e 3 em cada braço, além de 2 na cabeça e 1 no tronco. Ainda sobre a estrutura, a depender do porte do humanóide, a altura pode ir de 50 cm, pequeno porte, até 150 cm, para os de grande porte, e o peso pode variar entre 3 e 80 quilos.

1 DOF na mão

Para realizar o movimento das juntas, os robôs são equipados com atuadores, os mais comuns são servomotores e motores brushless, ambos DC, mas há exceções como o Atlas, da Boston Dynamics, apresentado no GIF acima, que é equipado com motores hidraulicos junto a servo válvulas.

Com o avançar das pesquisas, robôs de alta performance apresentam movimentos elaborados e são capazes de andar por terrenos irregulares, para isso é necessário que possuam um controle robusto. Este processo envolve o planejamento dos passos, a geração da trajetória do movimento e um controle de estabilidade, para evitar que o robô caia. Para tanto, surgiram diversas abordagens para modelar e estabilizar esses robôs, como os modelos de pêndulo invertido e pêndulo linear invertido. Neste contexto, ainda são envolvidos conceitos de Centro de massa (COM), ponto de momento zero (ZMP) para estabilização do robô e filtros para corrigir erros do processo, como o de Kalman.

Abaixo será apresentado uma tabela para fins comparativos entre os modelos de robôs antropomórficos disponíveis no mercado, abordando características físicas e de desempenho.

Robot
Model DOFs Height Weight Developer
atlas Atlas 28 150 cm 80 kg Boston Dynamics
hubo2 Hubo 2 40 (Neck: 3 DoF; Arm: 7 DoF x 2; Hand: 5 DoF x 2; Torso: 1 DoF; Leg: 6 DoF x 2) 125 cm 45 kg KAIST (Korea Advanced INstitute of Science and Technology)
darwin Darwin-OP 20 (Leg: 6 DoF x 2; Arm: 3 DoF x 2; Neck: 2 DoF) 45.5 cm 2.9 kg Robotis
nao NAO 25 (Head: 2 DoF; Arm: 5 DoF x 2; Pelvis: 1 DoF; Leg: 5 DoF x 2; Hand: 1 DoF x 2) 58 cm 5.5 kg SoftBank Robotics (originally created by Aldebaran Robotics, acquired by SoftBank in 2015)
khr3 KHR-3 22 (max) 40.1 cm 1.5 kg Kondo Kagaku




Autora


felipemohr
Brenda Alencar
Estagiária no CC RoSA, graduanda em Eng. Elétrica. Participou de projetos de Robótica Subaquática e Manipuladores Subaquáticos