Braços flexíveis nas costas de vilão de filmes do Homem Aranha, o Dr. Octopus, foram inspiração para robô snake desenvolvido pela GM e o Instituto SENAI de Inovação de Joinville – por Fabrício Marques

Ponto de partida foi o projeto Ferramentaria 4.0, voltando para a busca de soluções em manufatura avançada que envolveu, além da montadora e do Instituto, a Embrapii

Foto: Divulgação

Uma parceria entre a General Motors e o Instituto SENAI de Inovação (ISI) em Sistemas de Manufatura e Processamento a Laser, em Joinville, deu origem a um modelo de robô articulado e flexível, capaz de chegar a locais de acesso complicado, com potencial para aumentar a produtividade de montadoras de automóveis, fábricas de aviões e atividades do segmento de petróleo e gás. O protótipo já se mostrou efetivo em ambiente operacional, e a tecnologia está em fase final de desenvolvimento. Criada pelos times de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da GM e do Instituto SENAI, foi protegida por um registro de patente nos Estados Unidos e deve chegar ao mercado em no máximo três anos – a ideia é que o produto seja vendido também para outras empresas.

Trata-se de um robô snake (cobra, em inglês), um conceito já consagrado na engenharia mecatrônica, que tem mobilidade muito superior à dos robôs antropomórficos, aqueles dotados de formas semelhantes às do corpo humano, como tronco e o cotovelo, e comumente utilizados em linhas de montagem. “Não é um conceito novo, mas não há um produto deste tipo disponível para comprar”, explica o engenheiro Luís Gonzaga Trabasso, pesquisador chefe do Instituto SENAI de Joinville e professor do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em São José dos Campos (SP). “É necessário criar robôs talhados para aplicações específicas”, diz, referindo-se a tarefas cumpridas em áreas de acesso complicado ou espaço restrito, como levar ferramentas, inspecionar soldas e aplicar selantes, ou fazer qualquer outro tipo de ação orientada por vídeo, por meio de uma câmera instalada em sua ponta.

Diferentes protótipos do snake: robô é formado por elos e juntas e pode ter uma quantidade maior ou menor de eixos, a depender da tarefa que deverá ser cumprida. Essa modularidade foi alvo de registro de patente - Foto: Divulgação/FIESC

O snake é formado por elos e juntas e pode ter uma quantidade maior ou menor de eixos a depender da tarefa a cumprir – essa modularidade do protótipo da GM é que foi alvo do registro de patente. Foi criado um conjunto modular que é igual para todos os elos. O elo que está mais próximo do alvo precisa ter uma robustez maior, mas a geometria é igual para todos.

O primeiro modelo funcional será instalado na fábrica da GM em São José dos Campos, a princípio para uso em inspeção. Para fazer esse trabalho são utilizados hoje quatro robôs, dois grandes e dois menores, que ocupam bastante espaço na linha de produção. “Vamos substituir esse conjunto de robôs convencionais por um único snake. Ele encolhe e estica e ocupa uma área menor”, explica o pesquisador.

Fábricas da GM em Detroit, nos EUA (esq.), e em Joinville: intenção é usar o robô em trodas as unidades da motnadora. - Foto: Divulgação

O ponto de partida para a criação do robô foi um projeto chamado Ferramentaria 4.0, voltado para a busca de soluções em manufatura avançada, celebrado entre a GM, o Instituto SENAI de Inovação de Joinville e a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), com investimentos da ordem de R$ 5 milhões.

O engenheiro Carlos Sakuramoto, gerente de inovação da GM América do Sul, conta que sonhava com o desenvolvimento do robô havia muito tempo. “Interessei-me por esse tipo de tecnologia quando vi um filme do Homem Aranha em que o vilão, o Dr. Octopus, tinha braços flexíveis nas costas, que esticavam e encurtavam, fazendo múltiplas atividades. Eu olhava para aquilo e para os robôs padronizados das nossas plantas e pensava: se a gente conseguisse trazer isso para a fábrica, poderia ter muitas aplicações.”

Sexta-feira | Ele foi pedir apoio de universidades e pesquisadores conhecidos. “Ouvi vários nãos”, recorda-se. “Diziam-me que o sistema de controle era muito complicado e que haveria muitas variáveis a equacionar para ter um robô com um grau de liberdade de movimentos tão maior do que os convencionais”, afirma. Conversou com o engenheiro mecânico Jefferson de Oliveira Gomes, então diretor regional e de inovação do SENAI de Santa Catarina, que lhe fez uma provocação. “Ele disse: traz para cá que nós resolvemos”.

O desenvolvimento conjunto do projeto cumpriu uma trajetória rigorosa. As equipes do Instituto SENAI de Joinville e da GM tinham encontros semanais para acompanhar a evolução dos protótipos. Essas reuniões eram marcadas em um horário em que nenhum outro compromisso poderia atrapalhar: sexta-feira às 7 horas da manhã. “Montamos um hub de manufatura avançada no Instituto e a GM é a primeira empresa habitando o nosso hub”, conta Trabasso. “É importante ter o demandante tão próximo da gente. Queremos que as empresas vejam os Institutos SENAI de Inovação como a extensão de seus departamentos de pesquisa e desenvolvimento, em que os projetos feitos conosco tenham, de partida, uma minimização do risco.”

A rotina das reuniões semanais tinha uma função. “Era uma forma de motivar a equipe e pressioná-la a trazer algum avanço ao projeto a cada semana. Em vez de discutir variáveis e listar as alternativas em planilhas, a gente abordava avanços bem específicos: vamos testar uma pecinha desse tipo?”, explica Sakuramoto. Logo se chegou ao primeiro protótipo em tamanho reduzido, que evoluiu para um segundo protótipo, esse maior e submetido a testes de durabilidade e resistência. O modelo atual é a terceira versão do protótipo.

Instituto SENAI de Inovação em Joinville: GM foi a primeira empresa a habitar o hub de manufatura avançada. - Foto: André Kopsch

Sakuramoto explica que projetos como o do snake são avaliados e aprovados pelo board global da GM, com a intenção de que se tornem soluções utilizadas em todas as unidades da montadora no mundo. “São projetos para aplicação de médio e de longo prazo em que o custo estrutural é muito alto. Nem sempre temos laboratórios para fazer os testes necessários”, afirma. Ele conta que a busca de parcerias com o Instituto SENAI foi um caminho natural. “Ali há pesquisadores mais alinhados com as necessidades da empresa e existe uma arquitetura montada para atender a demanda de pesquisa aplicada”, diz, acrescentando que é diferente do apoio encontrado nas universidades, onde a maioria dos pesquisadores tem uma abordagem ainda ligada à pesquisa básica.

No projeto em conjunto com o Instituto SENAI foi possível incorporar bolsistas superespecializados de mestrado e doutorado por meio do programa Inova Talentos, iniciativa do Instituto Euvaldo Lodi (IEL) que fomenta projetos de inovação em empresas e capacita jovens talentos por meio de bolsas. De acordo com Sakuramoto, a parceria com o Instituto SENAI de Joinville prossegue em projetos que buscam aplicar conceitos de inteligência artificial e visão computacional. “A ideia é implementar um ciclo fechado de indústria 4.0. O robô snake, por exemplo, poderá levar visão computacional para onde a gente quiser”, afirma.

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