Os robôs de hoje estão presos — seus corpos geralmente são sistemas fechados que não conseguem crescer, nem se autorreparar, nem se adaptar ao ambiente. Agora, cientistas da Universidade de Columbia desenvolveram robôs que podem fisicamente "crescer", "curar" e se aprimorar, integrando materiais do ambiente ou de outros robôs.

Descrito em um novo estudo publicado na Science Advances , esse processo, chamado "Metabolismo Robótico", permite que as máquinas absorvam e reutilizem peças de outros robôs ou de seus arredores.

"A verdadeira autonomia significa que os robôs não devem apenas pensar por si mesmos, mas também se sustentar fisicamente", explica Philippe Martin Wyder, autor principal e pesquisador da Columbia Engineering e da Universidade de Washington. "Assim como a vida biológica absorve e integra recursos, esses robôs crescem, se adaptam e se reparam usando materiais de seu ambiente ou de outros robôs."

Esse novo paradigma é demonstrado no Truss Link — um bastão magnético robótico inspirado no brinquedo Geomag. Um Truss Link é um módulo simples, em forma de barra, equipado com conectores magnéticos de forma livre que podem expandir, contrair e se conectar a outros módulos em vários ângulos, permitindo que formem estruturas cada vez mais complexas.

Os pesquisadores mostraram como Truss Links individuais se automontavam em formas bidimensionais que poderiam então se transformar em robôs tridimensionais. Esses robôs então se aprimoraram ainda mais integrando novas peças, efetivamente "crescendo" e se tornando máquinas mais capazes. Por exemplo, um robô em formato de tetraedro tridimensional integrou um elo adicional que poderia usar como uma bengala para aumentar sua velocidade em descidas em mais de 66,5%.

"As mentes dos robôs avançaram a passos largos na última década por meio do aprendizado de máquina , mas os corpos dos robôs ainda são monolíticos, pouco adaptáveis e não recicláveis", afirma Hod Lipson, coautor e professor de Inovação James e Sally Scapa, chefe do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Columbia e diretor do laboratório Creative Machines, onde o trabalho foi realizado.

Corpos biológicos, por outro lado, são totalmente voltados para a adaptação — as formas de vida podem crescer, se curar e se adaptar. Em grande parte, essa capacidade decorre da natureza modular da biologia, que pode usar e reutilizar módulos (aminoácidos) de outras formas de vida. Em última análise, teremos que fazer com que os robôs façam o mesmo — aprender a usar e reutilizar partes de outros robôs. Podemos pensar neste campo emergente como uma forma de 'metabolismo de máquina'.

Pesquisadores vislumbram futuras ecologias robóticas, nas quais as máquinas se manterão de forma independente, crescendo e se adaptando a tarefas e ambientes imprevistos. Ao imitar a abordagem da natureza — construindo estruturas complexas a partir de blocos de construção simples — o metabolismo robótico abre caminho para robôs autônomos capazes de desenvolvimento físico e resiliência a longo prazo.

"O Metabolismo Robótico fornece uma interface digital para o mundo físico e permite que a IA avance não apenas cognitivamente, mas também fisicamente — criando uma dimensão inteiramente nova de autonomia", diz Wyder. "Inicialmente, sistemas com capacidade para o Metabolismo Robótico serão usados em aplicações especializadas, como recuperação de desastres ou exploração espacial. Em última análise, ele abre o potencial para um mundo onde a IA pode construir estruturas físicas ou robôs da mesma forma que hoje escreve ou reorganiza as palavras em seu e-mail."

Lipson conclui com cautela: "A imagem de robôs autorreprodutores evoca alguns cenários ruins de ficção científica. Mas a realidade é que, à medida que entregamos cada vez mais nossas vidas aos robôs — de carros autônomos à manufatura automatizada, e até mesmo à defesa e à exploração espacial —, quem vai cuidar desses robôs? Não podemos depender de humanos para a manutenção dessas máquinas. Os robôs precisam, em última análise, aprender a cuidar de si mesmos."