Jonathan Tippett: O criador de máquinas monstruosas

Postado em: 20 / 02 / 2014

No vídeo acima Jonathan Tippett mostra a máquina de passeio Mondo Spider na SolidWorks World

 

Maria Edicy Moreira

A máquina de passeio, Mondo Spider, que cativou os participantes da SolidWorks 2014, realizada em San Diego (CA) no final de janeiro de 2014, tem por trás de seu design instigante e exótico a história não menos instigante do engenheiro, designer e artista canadense, Jonathan Tippett, um apaixonado por máquinas gigantes, com aparência “monstruosa” e difíceis de domar.

Enquanto a maioria das pessoas sonha dirigir automóveis de luxo: uma Ferrari, um Audi 911, um Porsche, um Lexus, um Jaguar, um Lamborghini… Tippett pensa exatamente o oposto. Ainda jovem ele descobriu seu gosto pelas máquinas que proporcionam uma experiência desafiadora e ao mesmo tempo permitam uma integração profunda na relação homem-máquina.

Jonathan Tippett exibe sua Mondo Spider na SolidWorks World

Jonathan Tippett surpreende os participantes da conferência SolidWorks World com a Mondo Spider

Tudo começou com o Armatron, um minirobô totalmente mecânico lançado no início dos anos 1980 pela Radio Shack, que se tornou um ícone do mundo dos games. Tippett lembra que o Armatron tinha 2 joysticks e 6 graus de liberdade. Isso significava que cada joystick podia se movimentar de três maneiras: à frente/trás, à esquerda/direita e girar.

“No início o game pareceu-me totalmente incompreensível, mas depois de horas e horas de prática na transferência de “resíduos radioativos” de um lugar para o outro eu atingi uma perfeita integração com os controles dos joysticks e passei a executar as tarefas do game automaticamente, sem qualquer ideia do que minhas mãos estavam fazendo. Eu estava em uma máquina e com a máquina”, conta Tippett.

A partir daí a ideia de construir máquinas de passeio começou a tomar forma na mente do engenheiro, designer e artista Jonathan Tippett. “Desde muito cedo o desejo de dominar a operação das máquinas tem me fascinado. Meu irmão chama isso de ‘O Efeito Armatron’”.

Console de game, Armatron, da Radio Shack inspirou Tippett a domar máquinas

O minirobô Armatron, game da Radio Shack, inspirou Jonathan Tippett a construir máquinas monstruosas

Tippett passou a obervar que a integração homem-máquina pode ser vista em toda parte. O operador de guindaste reverenciando a máquina ou o operador da escavadeira que poderia “agitar o seu café na caçamba”, o skatista, o ciclista super-cross que dança com sua bike nas alturas, o mountainbiker desafiando as montanhas…

Para ele as máquinas mais interessantes e inspiradoras sempre foram as que necessitam de um foco mental intenso, prática intensiva e condicionamento físico pesado. Assim se concentrou na prática de mountain bike, snowboard e capoeira (a arte marcial brasileira) para adquirir esse condicionamento, mas percebeu que só isso não bastava.

Para atingir o próximo nível na sua relação com as máquinas da forma como ele sonhava teria de criar uma experiência totalmente nova desenvolvendo a sua própria máquina de passeio. Tippett tentou criar sua primeira máquina de passeio em 1985, quando construiu um protótipo em LEGO.

Depois ele passou a trabalhar no desenvolvimento da The Gorilla, uma máquina que envolvia muito mais biomimetismo e antropomorfismo que o design da atual Prosthesis, que ele está construindo. A máquina tinha os braços com os cotovelos e as pernas com os joelhos. A proposta era construir uma máquina de passeio com quatro membros e que exigisse muito do piloto.

The Gorilla

Esboço de The Gorilla máquina de passeio idealizada pelo artista e engenheiro Jonathan Tippett

Esboço de The Gorilla, máquina de passeio idealizada pelo artista e engenheiro Jonathan Tippett

Jonathan Tippett conta que ficou feliz ao iniciar o projeto The Gorilla porque passou a ter um tema para trabalhar. Agora poderia fazer pés parecidos com punhos de primatas, um quadro semelhante a uma caixa torácica e aproveitar todo o simbolismo pré-embalado de força e poder que foram incorporados à máquina. Assim quando as pessoas perguntassem o que ele estava fazendo poderia dizer que estava construindo um gorila.

Tudo parecia ir bem com o projeto até  um acontecimento inesperado provocar uma reviravolta na vida de Tippett,  evento que o despertou para o que realmente era importante no projeto de uma máquina de passeio. Kate Armstrong (sua guru no mundo da arte e esposa de seu irmão) ajudou o inventor a perceber a verdadeira essência de sua arte.

“Ela estava ajudando-me a redigir um pedido de financiamento ao Conselho de Arte do Canadá e, após ouvir por aproximadamente 2 horas minha descrição técnica apaixonada sobre como The Gorilla levaria os movimentos do operador aos enormes membros traduzindo-os em uma dança requintada e desgastante entre homem e máquina, ela perguntou animadamente: ‘E qual é a parte sobre o Gorilla? Por que um Gorila?’. Ao que eu respondi: Hum, não sei, vai se parecer um com um gorila, então eu corri com ele e Kate não ficou impressionada”, conta Tippett.

Esse foi o momento da grande virada no desenvolvimento de Jonathan Tippett como engenheiro, designer e artista criador de máquinas de passeio e na evolução de seus projetos. “Até esse momento eu sempre tinha feito arte (incluindo escultura cerâmica tradicional) usando uma intuição não destilada, baseada na inspiração pura. Kate me ajudou a perceber que esse tipo de motivação crua pode ser fascinante para explorar, mas poderia ganhar ainda mais poder, se fosse refinada e bem articulada.”

Esboço mostra como ficaria o piloto no comando da máquina The Gorilla

Esboço de Tippett mostra como ficaria o piloto no comando da máquina de passeio The Gorilla

“Kate me explicou que o financiamento que eu estava pedindo ao Conselho de Arte do Canadá não seria suficiente para financiar todo o escopo do projeto The Gorilla e então me aconselhou a destilar a essência do projeto em uma versão menor que poderia ser construída com o financiamento disponível. Então embarquei em uma missão de engenharia reversa do meu processo criativo para encontrar a verdadeira essência de The Gorilla”, conta Tippett.

Tippett conta que foi percebendo toda a bagagem simbólica que havia construído no The Gorilla e como a habilidade de movimento e o foco que havia imaginado para operar a máquina poderiam muito bem ser encapsulados em uma única perna montada em cima de uma torre articulada. O operador ficaria no topo da torre tentando dominar o comportamento da perna. “Eu tinha descoberto o coração do projeto: estava construindo uma máquina de passeio que eu chamaria de ‘The Suit’, mas a torre foi o primeiro passo.”

Mesmo reduzindo o projeto, Tippett não obteve o financiamento para o projeto da The Suit. O pedido de financiamento alcançou o status oficial de “Altamente recomendado para financiamento”, mas não passou disso. Porém, Tippett não ficou totalmente decepcionado. Ele conta que a experiência vivenciada durante a  transformação do projeto The Gorilla em The Suit lhe rendeu a uma nova clareza e uma nova compreensão sobre o que estava tentando dizer e fazer e o que estava tentando trazer ao espectro da experiência humana com sua determinação em construir uma máquina de passeio.

Primeira Spider

Primeira máquina de passeio em madeira com 8 bizarras pernas ligadas por seis barra inaugurou a era das Spiders

Primeira máquina de passeio com 8 pernas ligadas por seis barra inaugurou a era das Spiders

Em 2005, Tippett começou a levar a sério a ideia de dar vida a uma máquina com duas pernas, mas o projeto foi interrompido porque ele foi convidado a se juntar ao Vancouver Junkyard Wars no qual a equipe tinha como propósito, coincidentemente, construir uma máquina de passeio que, em última análise gerou a Mondo Spider apresentada na SolidWorks World.

O The Spider Project Mondo foi liderado por cinco entusiastas das maquinas de passeio: Jonathan Tippett, Charlie Brinson, Dillard Brinson, Alex Mossman e Leigh Christie. Inspirados nos famosos games reality shows da TV, Scrapheap/Junkyard Wars USA e The Challenge, Alex Mossman, Brian Wells e vários outros brilhantes engenheiros de Vancouver lançaram uma competição conhecida como The Vancouver Junkyard Wars (VJYW).

Em 2005, a proposta da competição era criar uma “máquina de passeio”. Jonathan, Leigh e Charlie tinham  participado do VJYW no passado e em 2005 formaram uma equipe junto com Alex. Leigh Christie trouxe um grupo de participantes em conjunto. A lista final da equipe incluia: Jonathan Tippett, Alex Mossman, Charlie Brinson, Jimmy Koo, Bradley Buss, Matt Chudleigh, Josh Vines, Emerson Gallagher, Ryan Johnston e Vince Augustine.

A equipe definiu uma abordagem excessivamente ambiciosa para o desafio do VJYW. Enquanto uma máquina com um pequeno passo teria sido a coisa certa a fazer, a equipe de lunáticos viu isso como uma oportunidade de fazer uma besta mecânica! O mecanismo de perna mais impressionante e esteticamente agradável teria que ser construído.

A primeira Spider construída para a competição VJYW e a equipe responsável pela sua criação e construção  que não teve tempo para cuidar a estética da máquina

Spider criada para a competição VJYW é apresentada pela equipe responsável pela sua construção

Alex encontrou um site chamado www.mechanicalspider.com e nele havia um mecanismo de ligação de 6 barras que tinha sido patenteado por Joe Klann. A competição VJYW ocorreria no próximo fim de semana e a equipe liderada por Alex teria 48 horas para construir uma máquina de passeio em madeira com 8 bizarras pernas ligadas por seis barra. No minuto final, algumas mudanças importantes foram feitas na máquina e com um total de 10 segundos de teste, a corrida começou e a máquina andou! Depois a Spider começou a mancar e se arrastar até morrer. Após a competição, a carcaça da Spider foi jogada em uma lixeira.

A máquina não tinha uma estética muito agradável. Devido às limitações de tempo pouca atenção foi dada à estética. Para ganhar tempo e reduzir custos a equipe usou peças de sucata encontradas em ferros-velhos locais e, como se tratava de uma máquina conceito, por conseguinte, não era o veículo mais confiável. Depois da competição no VJYW alguns membros da equipe original entre eles Jonathan Tippett passaram a trabalhar sobre o que estava prestes a ser o projeto Mondo Spider.

Algumas semanas mais tarde, depois de se recuperarem da competição VJYW Charlie, Leigh, Jonathan e Alex passaram a ser assombrados pelas memórias da amada Spider que havia ido para o lixo. Então Dillard Brinson sugeriu à equipe construir outra máquina de passeio, mas desta vez não usando sucata. Em 7 de outubro de 2005, Charlie enviou um e-mail e dizendo:

“Eu pensei que estava livre, mas não. Havia tido um sonho com o VJYW… e na noite passada a Spider atacou novamente… Meu pai realmente quer construir uma versão mais robusta e assustadora como um projeto de fim de semana, talvez robusta o suficiente para invadir… o Burningman.” – Charlie

O pai de Charlie, Dillard Brinson, concordou em investir alguns milhares de dólares no projeto, mas ele tinha algumas perguntas legítimas. O protótipo Junkyard Wars não tinha provado que o projeto básico acabaria por ser bem sucedido. “Poderíamos construir a Spider de forma confiável? Ela seria capaz de transformar? Direção Skid ou articulação?” Após uma série de reuniões com Dillard, foi decidido que a máquina de passeio teria o raio de direção de um carro, seria capaz de se mover em ritmo de caminhada rápida e viajaria pelo menos 10 km sem quebrar irremediavelmente.

Charlie tomou para si a responsabilidade de mostrar em cálculos que esta besta mecânica poderia ser construída e que as forças e torques envolvidos seriam administráveis. Usando Matlab, software CAD e Excel a prova básica foi apresentada ao time. Estes cálculos serviram como um guia para a criação de toda a Mondo Spider.

Mondo Spider apresentada ao público em evento realizado em 2010 na cidade de  San Francisco

Financiamento

Em seguida o tema do Burning Man 2006 (Festival de cultura e folclore que acontece anualmente nos EUA) foi anunciado: Hope and Fear, e Charlie apresentou uma proposta de financiamento para o que estava sendo chamado de “The Mondo Spider Project”.

Charlie explicou o objetivo da nova máquina de passeio. “No mundo de hoje com inovação acelerada, há um debate cada vez mais controverso em relação à invasão tecnológica na natureza. A Mondo Spider vai jogar com o medo de intervenção tecnológica no mundo natural e o potencial de consequência horrível. A besta mecânica vai percorrer a praia, atingindo o medo nos corações dos observadores”.

Ao longo dos meses seguintes, Charlie e Leigh recrutaram a tripulação do velho VJYW de volta para construir o que estava sendo chamado de Mondo Spider. Muitos outros profissionais como soldadores, mecânicos, engenheiros e artistas se juntaram ao projeto como voluntárias e ajudaram a projetar, construir, montar, testar e corrigir falhas na Mondo Spider ao longo dos próximos 7 meses.

Após a definição da arquitetura geral os algoritmos hash e a modelagem sólida foram checados pelos cinco fundadores da equipe. O projeto inteiro foi modelado utilizando um software CAD e a estrutura foi modelada por Leigh Christie. O pacote de energia foi projetado por Alex Mossman e as pernas por Jonathan Tippett. Charlie geriu e coordenou a equipe durante a construção da Mondo Spider.

Tippett apresenta a Mondo Spider em seu covil de construção e fala da sua atuação projeto

 

Com o apoio oficial do Burning Man, a Mondo Spider precisava de um covil para a sua construção. Foi alugado um espaço na cidade de Burnaby, próxima à Vancouver, para a fabricação das peças das pernas da supermáquina. No total, foram produzidos 200 componentes em aço leve. Charlie Brinson e Leigh Christie trabalharam o tempo todo na coordenação e gerenciamento de uma equipe de voluntários dedicados ao processo de fabricação.

Após a conclusão da produção das peças iniciou-se os processos de soldagem e montagem sob a coordenação do designer e líder da “Equipe Pernas”, Jonathan Tippett. Um time de soldadores qualificado (principalmente Ryan Johnston e Sam Mayer) trabalharam dia e noite na Industrialus shop (agora apelidada de “The Leg Lair”) para combinar as peças das pernas em ligações sólidas que antes eram apenas um sonho no CAD.

Faltando apenas um mês que para o Burning Man, ainda faltava um covil para a montagem e a construção da estrutura remanescente da Mondo Spider. Rob Cunningham cedeu um espaço no campus da Great Northern Way e finalmente, a aranha ganhou vida.

A Mondo Spider anda

Duas semanas depois a fabricação da Mondo Spider foi concluída. O teste inicial foi em macacos e em 20 de agosto de 2006 a Mondo Spider foi finalmente apresentada ao público no campus da Great Northern Way. E, por incrível que pareça, não quebrou. Ao contrário do que aconteceu na competição VJYW, a Mondo Spider viveu para contar a história. Além do festival de Burning Man, passou a ser exibida em dezenas de festivais de arte e tecnologia proeminentes em toda a América do Norte (e continua a fazê-lo!).

Alguns meses após a criação da Mondo Spider, os principais artistas responsáveis pela construção da máquina uniram forças e criaram a Fundação Laboratório eatART para apoiar projetos instigantes desenvolvidos por engenheiros, designers, artistas e estudantes que continuam inventando máquinas “monstruosas”. Um exemplo é a Prosthesis: The Anti-Robot, máquina de passeio que está sendo construída por Jonathan Tippet e uma equipe selecionada por ele.

Conheça a Prosthesis

No vídeo acima Jonathan Tippet apresenta a Prothesis, que está sendo construída por ele

Depois da experiência com a Mondo Spider e outros projetos acima relacionados, Jonathan Tippett passou a se dedicar à construção da Prosthesis: The Anti-Robot, definida por ele como o primeiro robô de corrida do mundo. Atuando como autor, diretor criativo, engenheiro-chefe, líder de manufatura e gerente do projeto, Tippett conta  que a máquina (que deverá ficar pronta em 2 anos, provavelmente em 2016), não está sendo construída para atender a qualquer necessidade prática. Não é uma ferramenta, nem uma arma, nem um dispositivo de reabilitação, apesar de ser chamada de prótese.

“O objetivo é explorar o que significa ser humano, criando uma experiência homem-máquina interativa e desafiadora. A Prosthesis está sendo construída para elevar a um novo patamar a velha busca pelo domínio da habilidade física. É um esporte novo, uma nova dança, uma nova arte marcial,” diz Tippett.

Ele explica que a máquina é um projeto de arte, mas o seu meio é a engenharia e a engenharia está embutida na tecnologia. Por isso, está sendo construída para atingir com segurança os critérios extremamente exigentes de desempenho definidos no projeto, usando métodos e materias estado da arte.

“A Prothesis irá nos lembrar de questionar se estamos ou não querendo automatizar tudo o que fazemos. Ela poderá nos lembrar de como eram nossos órgãos quando andávamos de bicicleta, quando usamos o punho para dar uma cambalhota pela primeira vez. Ela colocará o ser humano de volta no assento do motorista e depois o fará reaprender a andar de novo”, explica Tippett.

Infográfico mosta a máquina de passeio Prothesis criada por Jonathan Tippett ao lado de sua perna alfa

Infográfico mostra a máquina de passeio Prothesis ao lado de sua perna alfa, que é a base do projeto

Sistema de controle

O coração da Prothesis é o sistema de controle. É o que liga o piloto à máquina e é completamente mecânico. Ele não usa a eletrônica, nem giroscópios e não tem autonomia. Sem o comando do piloto a máquina fica completamente passiva e imóvel. Para pilotar o operador senta-se em um selim, no centro da máquina e a parte superior do corpo é presa com um cinto de cinco pontos.

Em torno dele fica a interface do exoesqueleto que liga a máquina aos seus braços e pernas e transmite os movimentos dos seus membros às quatro pernas da máquina. Cada perna tem dois graus de liberdade: planar e movimentar o joelho e o quadril. Isso significa que as pernas só se movem à frente e atrás, não permitem movimentos laterais.

O exoesqueleto retransmite o feedback posicional e de força da Prothesis ao piloto. Isso significa que a posição dos membros do piloto estará diretamente ligada à posição das pernas da máquina. Também o piloto sentirá as forças que agem sobre as articulações da máquina e, se houver mais carga sobre as elas, o exoesqueleto se tornará mais difícil de movimentar.

Quanto mais o piloto empurra a prótese mais difícil fica empurrá-la. Para complicar ainda mais o piloto não será capaz de ver claramente os membros da máquina, exceto quando eles estiverem à frente. Por isso, ele terá de operar a máquina literalmente pelo tato.

O sistema de realimentação posicional usa cilindros hidráulicos montados nas pernas que estão ligadas a cilindros semelhantes no quadro de controle. Estes cilindros transmitem não só o movimento hidráulico ao piloto, mas também o movimento da suspensão para que ele saiba exatamente quão difícil é fazer cada pé atingir o solo.

Titanoboa

Apresentação de luta travada entre as máquinas monstruosas Titanoboa e Mondo Spider

A eatART, que tem Jonathan Tippet como cofundador, apoia projetos independentes como o Titanoboa, uma serpente eletromecânica idealizada e construída em Vancouver por Charlie Brinson, Jonathan Faille, Hugh Patterson, Michelle La Haye, Markus Hager, James Simard e Julian Fong, junto com uma equipe de estudantes. A construção começou em 2011 e, apesar de a serpente já ter sido apresentada em vários eventos, continua sendo desenvolvida.

A Titanoboa é um projeto de arte independente que reencarnou uma serpente na forma de uma máquina eletromecânica para provocar discussões sobre a nossa experiência no uso da energia e as mudanças no clima. “A cobra gigante percorre a terrível Terra iluminando aqueles que se atrevem a andar entre a esperança e o medo de contemplar o futuro do nosso planeta”, dizem os seus criadores.

Equipe responsável pela criação e construção da Titanoboa apresenta sua criação

Equipe responsável pelo projeto e construção da serpente Titanoboa apresenta sua criação

Eles explicam que o projeto é um exercício de formas alternativas de aplicações de propulsão e energia nos transportes. O objetivo é mostrar essa experiência, aproveitando e ampliando o movimento hipnotizante da serpente que tem um apelo inegável como uma besta mecânica surreal que se move de forma aparentemente mágica sobre a terra e vai deslizar furtivamente através da água.

Um ou mais participantes podem interagir com a Titanoboa podendo montá-la ou, para os mais ambiciosos, conduzi-la. Por intermédio de seu design e estrutura complexa a Titanoboa tenta criar um ambiente que facilita a aprendizagem técnica sobre tecnologias relevantes.

Assim permite que o envolvimento dos estudantes com o projeto e fabricação da serpente seja contínuo atraindo as mentes dos jovens para o mundo emocionante da escultura cinética e a engenharia ao explorar as implicações das alterações climáticas e dos sistemas de energia para veículos elétricos.

 

Onde encontrar

Prothesis: http://www.industrialus.com

Mondo Spider: http://www.mondospider.com/history

http://titanoboa.ca

eatART: http://eatart.org/projects

 

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