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Os Robôs Arqueólogos Vão Explorar Lugares Inacessíveis aos Humanos

Arqueólogos precisam de robôs para duas tarefas: chegar a lugares inacessíveis e descobrir com precisão o que acharam.
15.5.15
Crédito: Rovina Consortium

Pode ser que haja uma coleção de achados de valor nas catacumbas romanas mas, para chegar lá, é preciso lidar com um gás radioativo nocivo aos seres humanos. E quando você escava algo, é possível que leve alguns anos até compreender de fato aquilo que encontrou. É aí que entram os robôs arqueólogos.

De acordo com o paleoantropólogo Rady Iovitta, há duas grandes tendências no que diz respeito aos robôs arqueólogos. Uma delas é o uso das máquinas para chegar a locais inacessíveis ou perigosos aos humanos; a outra é o desenvolvimento dos robôs para tarefas repetitivas. Ele está mais interessado na segunda.

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Finalista do prêmio de inovação KUKA, na cidade de alemã de Hanover no mês passado, o braço robótico KUKA LBR iiwa de Iovita tem ajudado sua equipe a aumentar a velocidade da busca pelo entendimento das ferramentas da Idade da Pedra.

Crédito: Johannes Pfleging, ADRL/ETHZ

"O maior problema da arqueologia da Idade da Pedra é que temos somente uma ideia vaga do que as pessoas faziam com aqueles pedacinhos de pedra que chamamos de 'ferramentas'. Para descobrir, temos que interpretar os traços de desgaste microscópicos nas pedras", ele me explicou.

Quando Iovita era estudante, ele executava manualmente mil golpes a cada sessão com uma réplica de ferramenta. Isso se chama "análise de uso e desgaste" e envolve a realização repetitiva de uma série de técnicas de corte em diversos materiais com réplicas de ferramentas da Idade da Pedra. Em seguida, outro pesquisador coloca a imitação do objeto sob o microscópio e analisa os traços de desgaste. A ideia é comparar com os sinais das ferramentas reais para ver se os padrões coincidem. Se houver similaridade, é indício de que estão próximos da funcionalidade daquele tipo de lasca de pedra no passado distante.

"Lembro de como eu costumava perder a conta ou aumentar ou diminuir a velocidade, mesmo quando eu fora especificamente solicitado a utilizar golpes", afirmou.

"O robô é capaz de reproduzir as sutilezas do movimento humano"

Iovita colaborou com os roboticistas Jonas Buchli e Johannes Pfleging do laboratório Agile & Dexterous Robotics da ETH, em Zurique, e mecanizou o processo com um braço robótico. "Eu queria máquinas que pudessem simular todo tipo de gestos técnicos humanos", explicou.

O robô também mecaniza análises: limpa as ferramentas, coloca-as sob o microscópio, ajusta automaticamente o foco e captura uma imagem a cada "x" números de golpes ou a cada "y" minutos, antes de retornar a seu ciclo de trabalho.

Crédito: Fabio Bergamin

Os robôs já foram usados na arqueologia antes: dispositivos mecânicos para testar o desgaste são postos à prova desde os anos 1980. Mas Iovita disse que um braço novo acrescenta precisão e controle inéditos.

"Nosso robô tem controle de impedância, isto é, ele é capaz de reproduzir as sutilezas do movimento humano e reagir a mudanças no material trabalhado", explicou, observando que esse tipo de mimetismo não era tão avançado antes.

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Os robôs arqueólogos ainda não têm presença forte no campo ainda, mas eles mostraram que podem acrescentar valor a muitas pesquisas ao executar tarefas que os humanos não são capazes.

Na Universidade de Bonn, o Rovina Project, financiado pela União Europeia e iniciado em 2012, une uma equipe de pesquisadores internacionais em robótica e visão computacional. "Nosso objetivo é construir um robô móvel que nos permita explorar sítios arqueológicos de acesso difícil ou perigoso", afirmou Cyrill Stachniss, diretor investigador do projeto.

Crédito: ROVINA Consortium

Para esse projeto, a equipe atualizou as técnicas de exploração de mapeamento desenvolvidas no passado e criou um robô móvel capaz de produzir mapas 3D dos níveis mais inferiores das catacumbas romanas.

"Sabemos muito pouco sobre os níveis mais inferiores das catacumbas", afirmou Stachniss. "Estamos tentando criar reproduções fotorrealísticas em 3D desses sítios para que os arqueólogos possam acessá-los e inspecionar os locais." Segundo o pesquisador, o processo é parecido com o acesso a uma cidade pelo Google street view.

Apesar de ser um local bastante popular para turistas, os níveis inferiores das catacumbas contêm grandes concentrações de radônio, um gás radioativo que pode reagir com a água presente nos pulmões dos seres humanos e causar danos em longo prazo. Revestido de câmeras, LEDs e sensores de movimento, o robô móvel da equipe percorre essa zona radioativa sem dificuldades.

O robô utiliza visão computadorizada e algoritmos de aprendizagem automática para identificar os locais em que é necessário ir e capturar os melhores dados. Sensores de movimento o impedem de colidir com os objetos circundantes. As câmeras de alta resolução obtêm imagens, que são armazenadas no disco rígido integrado do robô e, em seguida, são analisadas e utilizadas pela equipe para criar a reconstrução tridimensional das catacumbas.

Crédito: ROVINA Consortium

No momento, Stachniss trabalha em algoritmos de exploração que melhorarão as capacidades autônomas de seu robô. Esse avanço permitirá que a equipe opere por conta própria e "possa ir a lugares que ninguém conhece e tome a decisão mais acertada possível, de acordo com as rotas que estão abertas e as que não estão", afirmou. A tecnologia já foi usada em laboratório da equipe, e a próxima etapa é testá-la de fato nas catacumbas. Para Stachniss e Iovita, a tecnologia robótica facilitou o trabalho dos arqueólogos. "A tecnologia robótica nos permitiu fazer tudo de modo dinâmico e sem colocar as pessoas em risco", afirmou Stachniss, acrescentando que outras organizações, tais como o Conselho Internacional de Monumentos e Sítios poderia utilizar o trabalho de sua equipe para simplificar os processos de obtenção de dados. E os robôs não vão tirar o lugar dos arqueólogos do campo. Ao observar que a nova geração de robôs colaborativos está trabalhando ao lado dos humanos, e não em seus lugares, Iovita acrescentou que, em seu caso, "o futuro está na paleoantropologia auxiliada pelos robôs, não na paleoantropologia robótica".