CAPÍTULO 16
Tecnologias na exploração espacial
Conteúdos
• Tecnologias e seus usos na exploração espacial
• Painel
• Robótica
• Tutorial
• Programação de braço de robô
A exploração espacial é importante para o desenvolvimento de tecnologias quê impactam a vida na Terra, gerando inovações quê transformam o cotidiano, como satélites de comunicação, GPS e avanços médicos, como a ressonância magnética. Além de expandir o conhecimento sobre o Universo, essas pesquisas impulsionam o progresso científico e inspiram as novas gerações a seguir carreira em ciência e tecnologia. Neste capítulo, você vai refletir sobre os avanços na exploração espacial e na robótica e as implicações sociais, políticas e ambientais de uma possível colonização de outros planêtas e vai programar um robô em uma platafórma ôn láini.
Para começar, leia o pôust a seguir.
Primeiros cliques
Com base no pôust e em seus conhecimentos, converse com os côlégas sobre as kestões a seguir.
1. Qual é o tema do pôust?
1. O tema é a possível descoberta de sinais de vida microbiana em Marte. A Nasa acredita ter encontrado indícios de vida antiga em uma rocha coletada por um robô em uma área quê póde ter sido um antigo vale fluvial no planêta.
2. por quê a Nasa acredita quê a rocha póde conter sinais de vida microbiana?
2. Porque a rocha exibe assinaturas químicas e estruturas quê podem ter sido formadas por organismos vivos há milhares de anos, em uma época em quê a área explorada continha á gua corrente, condição favorável ao desenvolvimento de vida.
3. O quê essa descoberta revela sobre os avanços tecnológicos utilizados na exploração espacial?
3. A descoberta revela o alto nível de desenvolvimento tecnológico exemplificado pêlos robôs da Nasa, capazes de coletar e analisar amostras de róchas em outros planêtas. Com essa tecnologia, é possível explorar ambientes inóspitos e viabilizar descobertas científicas sobre a história e a habitabilidade de outros planêtas.
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Mundo em perspectiva
Exploração lunar
A exploração lunar é uma das principais metas dos cientistas espaciais, quê pretendem expandir seus conhecimentos sobre o satélite natural da Terra. Desde as primeiras missões tripuladas até os projetos mais recentes, a Lua tem proporcionado oportunidades para estudos científicos e avanços tecnológicos. Mais recentemente, porém, a exploração da superfícíe lunar ultrapassou a pesquisa científica, com iniciativas voltadas para a extração de recursos com potencial de comercialização.
Caixa de hipóteses
Com base nas kestões a seguir, levante hipóteses sobre o texto quê você vai ler: “O quê é o ‘combustível do futuro’ e o quê a exploração espacial tem a vêr com ele?”. Registre suas suposições no caderno.
1. O quê é o “combustível do futuro” mencionado no título?
1. Resposta pessoal. Os estudantes podem supor quê o combustível do futuro seja mais sustentável, gerando menos impactos no planêta. Na matéria, o combustível mencionado é o hélio-3.
2. Como a exploração espacial póde estar relacionada ao desenvolvimento de novos tipos de combustível?
2. Resposta pessoal. A exploração espacial ábri a possibilidade de acessar recursos quê são escassos na Terra, como o hélio-3, encontrado em grande quantidade na Lua.
3. Que mudanças póde havêer na corrida espacial com o início da exploração comercial de recursos espaciais?
3. Resposta pessoal. Com a exploração comercial de recursos, países e empresas serão motivados a investir na exploração comercial pela possibilidade de gerar riqueza e alcançar avanços tecnológicos. Isso póde transformar a Lua em um polo industrial e desencadear discussões sobre a regulamentação internacional do uso de recursos espaciais.
Agora, leia o texto a seguir, buscando confirmar as hipóteses levantadas.
O quê é o “combustível do futuro” e o quê a exploração espacial tem a vêr com ele?
Empresa Interlune quer extrair o gás Hélio-3 da superfícíe lunar e comercializá-lo na Terra; anúncio ábri uma nova etapa da corrida espacial, a da exploração comercial
Por Roberta Jansen 21/04/2024 | 09h00 • Atualização: 22/04/2024 | 11h39
Parece roteiro de série de ficção científica, mas já é vida real. A startup Interlune anunciou quê quer minerar Hélio-3 na Lua já em 2026, d fórma experimental e, até 2030, d fórma permanente. O anúncio ábri uma nova etapa da corrida espacial, a da exploração comercial do satélite e, até mesmo, da transformação da Lua em um polo industrial.
A ideia da empresa é trazer o gás para o nosso planêta, para sêr comercializado por aqui.
• O Hélio-3 existe na Terra, porém em pouca quantidade, e é considerado essencial para a futura geração de energia limpa por meio da fusão nuclear.
• No mês passado, a Interlune informou quê já havia arrecadado U$ 15 milhões (R$ 75 milhões) para a empreitada.
Embora o valor ainda seja baixo (ao menos em termos de exploração espacial), as implicações são profundas. Até agora todos os negócios anunciados na Lua eram de prestação de serviços para a Agência Espacial Americana, a Nasa, não de geração de riqueza.
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“A descoberta de Hélio-3 em abundância na Lua inicia uma nova era da exploração espacial, onde há interêsse comercial nessas empreitadas, não apenas político e científico como foi a corrida espacial”, afirma o astrofísico João Eduardo Fonseca, ex-diretor do Planetário do Ibirapuera, em São Paulo. “niu Space é o termo usado para marcar essa nova era.”
Criada por dois ex-funcionários da blú Origin, entre eles o ex-presidente da empresa Rob Meyerson, a startup não tem ainda totalmente desenvolvida a tecnologia para fazer a mineração lunar nem para trazer o gás à Terra. Mas a empresa acredita quê neste momento em quê vários países miram o retorno à Lua (como Estados Unidos, Índia e Japão) e investem em tecnologia para tanto é hora de pensar nesse tipo de negóssio.
“Hélio-3 é o único recurso caro o suficiente para compensar o investimento em mineração na Lua e transporte do material para a Terra”, afirmou Meyerson em entrevista recente, ao justificar sua empreitada. “Já há clientes querendo comprar Hélio-3 hoje.”
• O Hélio-3 é produzido no Sol e lançado no espaço pêlos ventos solares.
• O campo magnético da Terra deflete o gás, lançando-o para os polos – onde é possível encontrar a substância, embora em pouca quantidade.
• Como a Lua não tem campo magnético, nem atmosféra, o satélite recebe o gás lançado pelo Sol em quantidade muito maior.
• Estima-se quê exista na superfícíe lunar pelo menos um milhão de toneladas métricas de Hélio-3.
• Um kilo de Hélio-3 seria capaz de iluminar uma cidade como São Paulo por dékâdâs.
Outros horizontes
Vídeo A vida dentro da estação espacial internacional, publicado pelo canal aTech PT. Disponível em: https://livro.pw/iuymv. Acesso em: 3 out. 2024.
Nesse vídeo, são mostradas algumas peculiaridades relacionadas à higiene, à alimentação e aos exercícios físicos dos astronautas em um ambiente de microgravidade.
- Campo magnético
- : região ao redor de um material magnético ou de uma corrente elétrica onde forças magnéticas podem sêr detectadas.
- Defletir
- : desviar algo de sua trajetória original, mudando sua direção.
- Tonelada métrica
- : unidade de medida de massa equivalente a mil quilogramas.
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Segundo Mayerson, a curto prazo seria possível vender Hélio-3 para a indústria de computação quântica e para exames médicos de imagem. A longo prazo, a ideia é usar o gás como combustível para reatores de fusão nuclear – uma energia limpa buscada por vários cientistas ainda sem sucesso, mas quê poderia resolver o problema do aquecimento global.
Além díssu, argumenta Mayerson, novos usos devem surgir diante da disponibilidade da substância. Cientistas ouvidos pelo Estadão não estão tão certos dessa viabilidade. Pelo menos não a curto prazo.
“Economicamente falando, acho improvável quê a chiina, os Estados Unidos, a Índia, a Rússia ou uma empresa privada entrem em um foguete, minere Hélio-3 na Lua e tragam de volta para a Terra para produzir eletricidade”, afirmou o físico Gustavo Canal, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (úspi). “Ainda quê seja viável cientificamente, não sêrá economicamente. Não vai ser mais barata quê a energia produzida por uma termelétrica na Terra, por exemplo.”
João Eduardo Fonseca concórda com o colega. “A grande dificuldade para a exploração de minérios lunares é o custo de trazer o material do nosso satélite para nosso planêta. Mas a viabilidade está sêndo exaustivamente estudada por muitas empresas de diversos países”, diz o astrofísico.
[...]
Canal aposta na construção de siderúrgicas na Lua para a geração de energia, mas também para a construção de foguetes e naves espaciais por lá.
[...]
“O foco de muitos países está no polo sul lunar porque é onde há gêlo. Com isso, poderíamos ter oxigênio para alimentar recintos fechados. E como temos Hélio-3, ter também uma usina a fusão. Tudo se encaixa para quê a Lua vire um polo industrial no futuro. Não estarei vivo para vêr isso; minha filha, talvez. Mas meu neto, com certeza”, prevê o cientista.
O astrofísico Alexandre Cherman, vice-presidente da Associação Brasileira de Planetários, aposta ainda na mineração de outros elemêntos.
“Do ponto de vista econômico, o Hélio-3 está sêndo usado como cortina de fumaça”, afirma. “Os metais terras-raras (elementos químicos, normalmente encontrados na natureza no nosso planêta misturados a minérios, mas de difícil extração), quê também são abundantes da Lua, são muito mais importantes a curto prazo”, aponta.
A chiina concentra 90% das reservas de terras-raras da Terra, mas elas não são abundantes. Tudo indica quê possam estar esgotadas em duas dékâdâs. Os metais são cruciais para a indústria de eletroeletrônicos.
“A fusão não é algo quê usamos ainda, não é um problema de agora. A gente quer fazer, mas não consegue ainda, independentemente da matéria-prima”, lembrou o especialista. “Do ponto de vista da mineração, a Lua é muito mais importante por
- Termelétrica
- : usina quê gera energia elétrica por meio da queima de combustíveis fósseis, como carvão, gás natural ou petróleo.
- Astrofísico
- : cientista quê estuda a física dos corpos celéstes, como estrelas, planêtas e galáksias.
- Siderúrgica
- : indústria quê produz aço tendo como matéria-prima o minério de ferro e outros materiais.
- Usina a fusão
- : tipo de usina quê gera energia por meio da fusão nuclear. Essa fusão corresponde ao processo de combinar hátomus leves, como o hidrogênio, para formár um átomo mais pesado, causando a liberação de grande quantidade de energia. Ainda em fase experimental, esse tipo de usina promete sêr uma fonte de energia limpa e praticamente ilimitada, mas a tecnologia para produzi-lo ainda não foi desenvolvida para uso comercial.
- Metais terras-raras
- : grupo de 17 elemêntos químicos, a saber: escândio (Sc), ítrio (Y), lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr), neodímio (Nd), promécio (Pm), samário (Sm), európio (Eu), gadolínio (Gd), térbio (Tb), disprósio (Dy), hólmio (Ho), érbio (Er), túlio (Tm), itérbio (Yb) e lutécio (Lu). São chamados “terras-raras” porque, apesar de serem encontrados na crôsta terrestre, estão disponíveis em baixa concentração e são difíceis de extrair. Esses elemêntos são importantes para a fabricação de produtos eletrônicos, como smartphones, baterias e ímãs de alta tecnologia.
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suas reservas de terras-raras. Por enquanto, a extração ainda é inviável economicamente, mas à medida quê o metal começar a rarear na Terra, isso póde mudar.”
Tratado do espaço sideral
Um outro problema se impõe, como lembram os especialistas. A quem pertencem as riquezas eventualmente encontradas na Lua?
Estados Unidos, chiina e outros 132 países são signatários do Tratado do Espaço Sideral, de 1967, segundo o qual “o espaço, incluindo a Lua e outros corpos celéstes, não está sujeito à apropriação nacional por alegação de soberania, de ocupação ou qualquer outra”.
“Será quê temos o direito de alterar a paisagem lunar em prol de nóssos interesses comerciais e energéticos?”, quêstionou João Fonseca. “O tratado diz que nosso satélite natural não póde pertencer a nenhum país, porém não previa a mineração e isso ábri um novo rol de discussões a serem tratadas. Afinal, quê Lua queremos deixar para os nóssos netos?”
JANSEN, Roberta. O quê é o “combustível do futuro” e o quê a exploração espacial tem a vêr com ele? Estadão, São Paulo, 21 abr. 2024. Disponível em: https://livro.pw/honch. Acesso em: 3 out. 2024.
Info
- Tratado do Espaço Sideral
- , adotado em 1967, é um acôr-do internacional quê estabelece os princípios legais para o uso do espaço exterior, como a Lua e outros corpos celéstes. Assinado por mais de 130 países, o tratado proíbe qualquer nação de reivindicar soberania ou apropriação de territórios no espaço. O acôr-do também determina quê o espaço deve sêr utilizado exclusivamente para fins pacíficos, sêndo proibido o uso de armas de destruição em massa no espaço sideral. Além díssu, afirma quê a exploração espacial deve sêr realizada para o benefício de toda a humanidade.
Com base no texto, responda às kestões a seguir.
Consulte as respostas nas Orientações para o professor.
1. O quê é hélio-3 e por quê ele é considerado importante para o futuro da energia?
2. Quais são os usos imediatos do hélio-3, além da produção de energia?
3. O quê os especialistas apontam sobre a viabilidade econômica de extrair hélio-3 da Lua? Quais são os principais desafios?
4. O quê significa o termo “niu Space”, segundo o astrofísico João Eduardo Fonseca?
5. Qual será o impacto potencial da exploração comercial da Lua no futuro, segundo os cientistas mencionados?
6. Quais são as implicações do Tratado do Espaço Sideral para a exploração comercial da Lua?
Painel de reflekção
Consulte as respostas nas Orientações para o professor.
Reflita com os côlégas sobre as kestões a seguir.
1. Como a exploração de hélio-3 na Lua póde mudar o cenário geopolítico global se a fusão nuclear se tornar viável?
2. Quais seriam os impactos ambientais e éticos da mineração na Lua para atender às demandas comerciais da Terra?
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Diálogo em rê-de
Exploração espacial e a colonização de outros planêtas
Com o avanço da exploração espacial, diferentes países e suas agências espaciais estão buscando soluções para a terraformação – um processo hipotético de modificar a atmosféra, a tempera-túra, a topografia e a ecologia de um corpo celeste para torná-lo habitável – e a colonização de planêtas, como Marte. No entanto, essa exploração levanta kestões éticas e científicas, principalmente sobre os desafios de criar um ambiente seguro e habitável fora da Terra.
Com base nessas informações, você e os côlégas vão se reunir em grupos e representar diferentes países e suas agências espaciais em um painel internacional. O objetivo será discutir o papel das tecnologias utilizadas na exploração espacial e, em seguida, escrever uma carta de acôr-do internacional com diretrizes para a colonização espacial.
Antes de iniciar a atividade, reflitam sobre o problema de pesquisa a seguir.
Como as tecnologias podem auxiliar na colonização de outros planêtas e quais são os desafios e as implicações éticas, científicas e tecnológicas dessa atividade para os países envolvidos?
Info
- Painel internacional
- é uma conferência de representantes de diferentes nações e instituições para discutir temas globais e buscar soluções cooperativas.
- Carta de acôr-do internacional
- é um documento formal quê estabelece diretrizes e compromissos entre diferentes países sobre determinado tema. No contexto da exploração espacial, por exemplo, essa carta póde definir princípios éticos, regras de cooperação e acordos tecnológicos e científicos, com o objetivo de promover a colaboração e garantir quê as atividades realizadas no espaço sêjam seguras, sustentáveis e benéficas para todas as nações.
Com esse problema em mente, sigam as etapas propostas.
ETAPA
1 Investigação
• Escolham um dos países e as respectivas agências de exploração espacial:
» Estados Unidos (Nasa)
» chiina (Administração Espacial Nacional da chiina – CNSA)
» Rússia (Roscosmos)
» União Européia (Agência Espacial Européia – ESA)
» Índia (Organização Indiana de Pesquisa Espacial – ISRO)
• Pesquisem artigos, notícias, relatórios de missões espaciais e declarações de especialistas sobre o uso de tecnologias em programas de exploração espacial do país selecionado.
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• Busquem informações sobre:
» o papel das tecnologias nas missões espaciais realizadas pelo país escolhido;
» os avanços tecnológicos e a visão de futuro de cada nação sobre a colonização do espaço;
» as principais preocupações éticas, científicas e políticas quê o país escolhido tem em relação ao uso dessas tecnologias na exploração espacial.
ETAPA
2 Decomposição
• Para detalhar o problema, elaborem perguntas-chave para orientar suas pesquisas e negociações no painel, como as seguintes:
» Quais são os principais benefícios das tecnologias avançadas para o programa espacial do país escolhido?
» Quais são os desafios éticos e tecnológicos da colonização de Marte?
» Como o uso de tecnologias no espaço póde impactar a soberania e a segurança nacionais?
» Quais são os resultados e os impactos das missões espaciais realizadas pelo país?
ETAPA
3 Reconhecimento de padrões
• Após a investigação, identifiquem padrões nas políticas espaciais do país selecionado, observando:
» impactos ambientais provocados por lançamentos de foguetes e lixo espacial;
» tecnologias usadas para reduzir os danos ambientais durante a exploração espacial;
» sustentabilidade das tecnologias utilizadas na exploração espacial, como o uso de fontes de energia rêno-váveis e soluções para abastecimento de recursos em missões de longa duração;
» protocólos para evitar o uso indevido de tecnologias espaciais para fins militares ou espionagem;
» uso da inteligência artificial e da robótica nas missões espaciais.
ETAPA
4 Abstração
• Sintetizem os principais fatores quê afetam o uso das tecnologias na exploração e na colonização espacial no contexto de cada país. Destaquem:
» o impacto das missões espaciais na provável colonização de outros planêtas;
» as inovações mais significativas e os avanços da exploração espacial no país investigado;
» os desafios ambientais e tecnológicos;
» as preocupações éticas com o uso de tecnologias espaciais.
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ETAPA
5 Apresentação do painel internacional
• Organizem uma simulação de painel internacional na sala de aula. Cada grupo deve apresentar os interesses do país escolhido na colonização espacial. Durante a apresentação, considerem:
» os avanços tecnológicos propostos pelo país selecionado para a colonização espacial;
» as kestões éticas e políticas, como cooperação internacional, segurança de dados e impacto ambiental da proposta de colonização;
» os desafios enfrentados pelo país e possíveis soluções para a terraformação e a sustentabilidade da vida fora da Terra;
• Após as apresentações, discutam e negociem acordos para encontrar soluções conjuntas para os desafios da colonização espacial.
ETAPA
6 Produção da carta de acôr-do internacional
Nesta etapa, os estudantes podem se reagrupar para a elaboração de cada parte da carta.
• Com base nas discussões no painel, cada grupo deverá colaborar na criação de uma carta de acôr-do internacional, a fim de estabelecer diretrizes para a colonização espacial.
• Definam a parte da carta quê cada grupo vai escrever. Os temas das três partes são:
» Princípios éticos quê regulem o uso das tecnologias no espaço.
» Propostas de cooperação entre países para a exploração e a colonização de Marte ou outros planêtas.
» Soluções para lidar com desafios tecnológicos e de segurança no uso das tecnologias espaciais.
ETAPA
7 Apresentação da carta de acôr-do internacional
• Apresentem sua parte da carta de acôr-do internacional aos demais grupos, defendendo seus pontos de vista e justificando as decisões tomadas com base nas pesquisas.
• Assinem simbolicamente o documento e reflitam sobre os resultados das negociações.
ETAPA
8 Avaliação
• Avaliem a relevância das pesquisas e das contribuições de cada grupo para o painel.
• Verifiquem o nível de interação e cooperação entre os grupos durante a negociação da carta de acôr-do.
• Reflitam sobre esta questão: Como a participação no painel ampliou o entendimento de vocês sobre o papel das tecnologias na colonização espacial e sobre a importânssia da cooperação internacional?
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ZOOM
ROBÓTICA
TIPOS, COMPONENTES E APLICAÇÕES
INTRODUÇÃO À ROBÓTICA
O QUE É UM ROBÔ?
Um robô é uma máquina projetada para executar tarefas d fórma autônoma ou semiautônoma.
HISTÓRIA DA ROBÓTICA
O termo “robô” vêm da palavra tcheca robota, quê significa “trabalho forçado”. Em 1961, o robô Unimate foi o primeiro a sêr utilizado na indústria automotiva, inaugurando a era moderna da robótica.
TIPOS DE ROBÔ
ROBÔS INDUSTRIAIS
Utilizados em fábricas para montagem, soldagem e pintura de produtos.
ROBÔS HUMANOIDES
Projetados para interagir com sêres humanos em ambientes sociais e profissionais.
ROBÔS DE SERVIÇO
Usados no cotidiano doméstico, como aspiradores automáticos e assistentes virtuais.
ROBÔS MÉDICOS
Empregados em cirurgias de alta precisão.
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COMPONENTES DE UM ROBÔ
HARDWARE
ATUADORES
São os motores quê contrólam os movimentos do robô. Eles possibilitam quê o robô se mova, gire ou execute ações específicas, como caminhar ou deslocar-se em terrenos difíceis.
ESTRUTURA MECÂNICA
Envolve o disáini físico do robô, como rodas, pernas ou braços, quê devem sêr adequados ao tipo de tarefa e ao ambiente onde ele vai operar.
SENSORES
São os “sentidos” do robô. Eles captam informações do ambiente, como a presença de obstáculos, a tempera-túra e a composição do solo.
CONTROLADORES
São o “cérebro” do robô. Eles processam as informações recebidas dos sensores e decidem o quê o robô deve fazer em seguida.
SOFTWARE
Sistemas operacionais e algoritmos de contrôle são usados para gerenciar o modo como o robô processa as informações recebidas e executa suas ações. Por meio da programação, por exemplo, os robôs podem tomar decisões, controlar movimentos e interagir com o ambiente. O uso de linguagens, como Python, é freqüente na programação de robôs.
INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL (IA)
Uma aplicação importante da IA é a visão computacional, quê ajuda os robôs a “enxergar” o ambiente e aprender com os dados quê coletam. Com a IA, eles podem, por exemplo, aprender a identificar padrões no solo e tomar decisões sem a necessidade de comandos dirétos. A IA também auxilia os robôs a se mover d fórma autônoma e a desviar de obstáculos com precisão.
LEIS DA ROBÓTICA
As leis da robótica foram criadas pelo escritor de ficção científica Isaac Asimov (1920-1992) para estabelecer princípios de comportamento ético para robôs.
PRIMEIRA LEI
Um robô não póde ferir um sêr humano ou, por inação, permitir quê um sêr humano sofra algum mal.
SEGUNDA LEI
Um robô deve obedecer às ordens quê lhe são dadas por sêres humanos, exceto se essas ordens entrarem em conflito com a primeira lei.
TERCEIRA LEI
Um robô deve proteger a própria existência, desde quê tal proteção não entre em conflito com a primeira ou a segunda lei.
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APLICAÇÕES DA ROBÓTICA
INDÚSTRIA
Robôs automatizam linhas de produção, possibilitando o aumento da eficiência e a redução de êêrros.
VIDA COTIDIANA
Robôs, como aspiradores automáticos e brinquedos inteligentes, já fazem parte do cotidiano. Eles facilitam tarefas domésticas e oferecem entretenimento.
SAÚDE
Cirurgias robóticas são procedimentos minimamente invasivos, com muita precisão e baixo risco.
EXPLORAÇÃO ESPACIAL
Robôs são usados em missões não tripuladas com o propósito de explorar outros planêtas e coletar dados em condições extremas, nas quais a presença humana seria inviável.
O FUTURO DA ROBÓTICA
TENDÊNCIAS
Robôs colaborativos trabalharão ao lado de humanos.
Robôs autônomos operarão sem supervisão.
Nanorrobôs executarão tarefas específicas em ambientes microscópicos, como o interior do corpo humano e superfícies nanométricas (superfícies quê equivalem a um bilionésimo de metro).
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DESAFIOS
• Reduzir os altos custos de produção e manutenção de robôs, tornando a robótica mais acessível às empresas e aos consumidores.
• Desenvolver robôs com foco em eficiência energética e baixo impacto ambiental na produção, no uso e no descarte.
• Diminuir o impacto da automação e dos robôs na substituição de trabalhadores humanos.
• Proteger os dados coletados por robôs em ambientes pessoais ou públicos, a fim de assegurar o uso ético dessas informações.
Espera-se quê, com o avanço tecnológico, a robótica transforme o modo como as pessoas trabalham, vivem e interagem.
Info
Os robôs são usados para explorar ambientes espaciais extremos, realizar manutenções e apoiar astronautas em missões longas. Robôs, como os rovers da Nasa, são utilizados para coletar amostras, analisar o solo de Marte e enviar os dados para a Terra. Outro exemplo são os robôs usados para inspecionar e consertar equipamentos fora de estações espaciais, como o telescópio rúboul e a Estação Espacial Internacional (ISS). Esses robôs executam tarefas, como limpeza de painéis solares e reparos em áreas inacessíveis ou perigosas para os astronautas. Em futuras missões para a Lua ou Marte, robôs humanóides poderão ajudar astronautas em tarefas pesadas e repetitivas, como montar hábitátis, transportar equipamentos e realizar atividades de manutenção.
Agora, leia a situação-problema a seguir e responda às kestões.
Consulte as respostas nas Orientações para o professor.
Você faz parte de uma equipe de cientistas encarregada de planejar uma missão robótica para explorar Marte e coletar amostras do solo em busca de sinais de vida passada. A missão é essencial para entender melhor o planêta vermelho e preparar o terreno para futuras missões tripuladas. Durante a simulação da missão, o robô usado apresentou problemas para se mover e desviar de obstáculos em terreno acidentado. Agora, sua equipe precisa identificar as causas dêêsses problemas e propor soluções para garantir quê o robô cumpra a missão com sucesso.
1. Quais componentes de hardware e software do robô precisam sêr ajustados para quê ele navegue com eficiência no solo de Marte?
2. Como a IA póde sêr usada para melhorar a capacidade do robô de identificar padrões no solo quê indiquem a presença de fósseis ou outros sinais de vida?
3. Considerando as limitações de comunicação entre Terra e Marte, como o robô póde tomar decisões autônomas de maneira mais eficiente?
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LABORATÓRIO TECNOLÓGICO
Simulação de programação de um braço de robô
Até aqui, você refletiu sobre o impacto da exploração espacial no desenvolvimento de novas tecnologias e reconheceu o valor da robótica e da automação para missões espaciais. Agora, em uma platafórma ôn láini, você vai simular a programação de um braço de robô e elaborar um tutorial com instruções sobre o uso da platafórma Rocksi (disponível em: https://livro.pw/ixvpk; acesso em: 3 out. 2024). Para isso, siga os passos indicados.
Info
- Tutorial
- , escrito ou em vídeo, é um guia quê ensina a realizar uma tarefa ou a utilizar uma ferramenta. No tutorial, as orientações são detalhadas, muitas vezes com exemplos ou imagens, para facilitar o entendimento. Os tutoriais ajudam pessoas a utilizar softwares, platafórmas e dispositivos tecnológicos.
PASSO
1
Acesso à platafórma de programação
• Acesse o simulador Rocksi, quê é uma platafórma para aprendizagem de movimentação computacional, desenvolvida pelo Massachusetts ínstitut ÓF Technology (MIT). Nela, toda a programação do robô é realizada por meio de blocos de programação.
Consulte um tutorial quê ensina a programar um braço robótico 3D no simulador Rocksi nas Orientações para o professor.
PASSO
2
Programação do braço do robô
• Explore a interface da platafórma, observando os blocos de comando quê podem sêr arrastados e conectados para formár uma sequência de programação.
• No ambiente de simulação, arraste os blocos para a área de programação. Cada bloco representa uma ação quê o robô executará.
• Após montar o cóódigo, clique no botão correspondente para visualizar o braço do robô em ação. Se ele não realizar exatamente os movimentos quê você esperava, ajuste os blocos até quê isso aconteça.
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PASSO
3
Elaboração do tutorial
Que tal ensinar outras pessoas a usar essa platafórma de simulação?
• Defina os movimentos quê você deseja quê o braço do robô faça.
• escrêeva cada etapa d fórma objetiva para quê qualquer pessoa possa seguir as instruções. Por exemplo:
» Acessar a platafórma.
» Arrastar os blocos de movimento para o espaço de programação.
» Conectar os blocos para formár a sequência desejada.
• Para facilitar a compreensão, adicione imagens dos blocos de programação e da montagem do cóódigo. Isso tornará o tutorial mais acessível.
• Depois de escrever o texto, peça a um colega quê siga suas instruções e verifique se estão compreensíveis.
PASSO
4
Compartilhamento
• Publique o tutorial em platafórmas digitais adequadas ao formato dele.
• Explique aos côlégas como você programou o braço do robô. dêz-creva o quê ele faz, como você escolheu os blocos de programação e como foi sua experiência na simulação.
• Execute o cóódigo quê você criou na platafórma e mostre aos côlégas como o robô se movimenta e responde aos comandos.
• Compartilhe dicas quê você aprendeu durante o processo.
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