Talento

Fazendo máquinas que fazem robôs e robôs que se fazem
O estudante de doutorado Martin Nisser deseja democratizar o hardware tornando-o mais fácil de construir e personalizar.
Por Hannah Meiseles - 20/08/2021


O estudante de doutorado Martin Nisser quer “democratizar” o hardware tornando-o mais fácil de construir e personalizar. Créditos:Imagem: Adam Glanzman

Depois de um verão de bilionários no espaço, muitas pessoas começaram a se perguntar quando será a vez. O custo de entrada no espaço é atualmente muito alto para o cidadão comum, mas o trabalho do candidato a doutorado Martin Nisser pode ajudar a mudar isso. Seu trabalho com robôs de automontagem pode ser fundamental para reduzir os custos que ajudam a determinar o preço de uma passagem.

O fascínio de Nisser pela engenharia tem sido um tema consistente ao longo de uma vida cheia de mudanças. Filho de pais suecos, ele passou uma década na Grécia antes de se mudar para os Emirados Árabes Unidos e, por fim, para a Escócia para seu diploma de graduação. Não importa a nova escola que frequentou, suas matérias favoritas permaneceram as mesmas. “A ideia de usar matemática e física para construir algo tangível sempre me agradou”, diz Nisser. “Quando criança, sempre quis ser um inventor.”

Quando concluiu o curso de graduação, Nisser sabia o que aspirava inventar. Seu projeto de conclusão sênior se baseou em várias disciplinas e forneceu a introdução perfeita à robótica. “Tivemos que peneirar todas as diferentes coisas que aprendemos na faculdade e combiná-las para fazer algo interessante. A multidisciplinaridade muitas vezes é essencial na robótica e parte do que a torna tão atraente para mim ”, diz ele.

Projetando robôs preparados para o espaço

Depois de descobrir seu amor pela robótica, Nisser se matriculou em um programa de mestrado em robótica, sistemas e controle na ETH Zurich, durante o qual conheceu um professor de Harvard que dirigia o Harvard Microrobotics Laboratory e convidou Nisser para escrever sua tese lá. Sua tese envolvia a construção de robôs que poderiam se dobrar para se montar. “Usamos camadas de materiais, incluindo polímeros com memória de forma, que são materiais inteligentes que podem ser programados para alterar sua forma em diferentes condições de temperatura”, diz Nisser. “Isso nos permitiu programar folhas multicamadas 2D para dobrar de maneiras específicas, a fim de adquirir configurações 3D direcionadas.”

A experiência trouxe Nisser ao seu interesse atual em expor como os robôs podem ser fabricados automaticamente usando processos top-down como impressão 3D e processos bottom-up como automontagem. Ele observa que essa meta de engenharia abre uma ampla porta para questões acadêmicas. “A multidisciplinaridade necessária para construir esses sistemas de engenharia - da engenharia mecânica e elétrica à ciência da computação - significa que você está sempre aprendendo algo novo. De vez em quando, você consegue aplicar uma técnica que aprendeu em uma disciplina para outra, de uma forma que nunca foi usada antes ”, diz ele. “Geralmente é quando algo interessante acontece.”

Antes de começar seu PhD, Nisser também pesquisou robôs reconfiguráveis ​​na Agência Espacial Européia. Este projeto o ajudou a perceber que ele poderia combinar sua paixão pela robótica com seu interesse pelo espaço. “Como todo sistema lançado ao espaço deve caber nos limites de um lançamento de foguete, as agências espaciais estão interessadas em estruturas que podem se reconfigurar entre formas menores e maiores”, diz ele. “Vi uma grande oportunidade de desenvolver o que aprendi sobre robótica autodobrável. Desenvolvi algoritmos que permitiriam que um grande número de módulos de naves espaciais se movessem juntos, se conectassem uns aos outros e, em seguida, reconfigurassem juntos em uma forma de alvo. ”

Agora um estudante de PhD no Grupo de Engenharia HCI no Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT, Nisser fez parceria com a Iniciativa de Exploração Espacial do MIT para continuar estudando a automontagem no espaço. Sua equipe está desenvolvendo um novo tipo de técnica de impressão 3D adaptada ao ambiente espacial, permitindo-lhes criar novas estruturas sem as restrições da gravidade. Recentemente, ele testou seu trabalho em um vôo parabólico , o que lhe permitiu experimentar a ausência de peso por vários intervalos de 20 segundos. Em dezembro, o projeto será lançado na Estação Espacial Internacional com a SpaceX para uma missão científica de 30 dias.   

Tornando o hardware mais acessível  

Para Nisser, estudar a autoconfiguração e a automontagem também é fundamental para abordar questões sociais importantes. Ele está particularmente interessado em como sua pesquisa pode melhorar a sustentabilidade e tornar a tecnologia avançada mais acessível. “Normalmente construímos sistemas para realizar uma tarefa específica, como uma cadeira ou um carro. No entanto, a visão de longo prazo é ser capaz de criar sistemas a partir de componentes modulares e inteligentes que permitem a reconfiguração do sistema e o ajuste de sua funcionalidade às diversas necessidades ”, afirma Nisser. “Ao abordar os principais desafios ao longo do caminho, pretendemos desenvolver tecnologia para o curto prazo também.”

Nisser já começou a enfrentar esse desafio construindo o LaserFactory, um dispositivo adicional por apenas US $ 150 que se conecta a cortadores a laser e produz dispositivos personalizados que variam de wearables eletrônicos a drones funcionais. O processo de fabricação não requer mais instruções para operar - drones acabados podem voar direto da linha de montagem. O dispositivo já foi apresentado pela BBC e outros meios de comunicação por sua engenhosidade. “A capacidade de imprimir robôs totalmente funcionais também é importante para o espaço, onde a criação de dispositivos eletromecânicos sob demanda sem qualquer intervenção humana é fundamental para permitir missões de longa duração”, acrescenta.

Em seu tempo livre, Nisser promove seu objetivo de democratizar a tecnologia, ensinando programação introdutória para mulheres encarceradas. Suas aulas são por meio do Brave Behind Bars , um programa que ele e a estudante de pós-graduação Marisa Gaetz criaram no ano passado depois de aprender sobre a taxa de encarceramento em massa nos Estados Unidos. “Quase uma em cada cem pessoas nos Estados Unidos hoje está encarcerada e mais de 80% delas voltarão para a prisão alguns anos após a libertação”, diz ele. “Oferecer às pessoas encarceradas oportunidades educacionais que promovam o sucesso no mundo digital de hoje é uma das maneiras mais eficazes de ajudar a reduzir essa reincidência.”

Depois de se formar, Nisser espera continuar ensinando e conduzindo pesquisas em robótica, buscando uma carreira como professor. Ele espera fazer mais projetos relacionados a espaço e acessibilidade de hardware. “Quanto mais nos aproximamos da montagem automatizada, mais cedo podemos reduzir custos e aumentar a acessibilidade a todos os tipos de sistemas de hardware avançados”, diz Nisser.

“Iniciativas como One Laptop Per Child ajudaram a aumentar a conscientização sobre os enormes benefícios de conectar pessoas à Internet, permitindo que as pessoas compartilhem e criem coisas digitalmente. A mesma analogia se traduz em hardware ”, diz ele. “Ao distribuir a fabricação por meio de impressoras baratas ou hardware de automontagem que elimina a necessidade de conhecimento de engenharia, criamos uma oportunidade para que as pessoas compartilhem e criem coisas fisicamente. E isso é bom para todos. ”

 

.
.

Leia mais a seguir