IEEE homenageia Toshio Fukuda, pioneiro da robótica

Toshio Fukuda passou grande parte de sua carreira abrindo caminhos. Ele é considerado um dos estudiosos mais prolíficos na área de robótica, tendo sido autor de mais de 2.000 artigos de pesquisa e vários livros na área. Ele é uma figura influente devido ao seu trabalho pioneiro no desenvolvimento de sistemas robóticos biomédicos, robôs industriais, micro e nanorobótica, mecatrônica e automação orientada por inteligência artificial.

Fukuda iniciou uma das primeiras conferências de robótica, a Conferência Internacional IEEE/RSJ sobre Robôs e Sistemas Inteligentes (IROS). Quase 40 anos depois, continua popular.

Ele é membro vitalício do IEEE, professor honorário do Departamento de Engenharia de Sistemas Micro-Nano e professor visitante na Universidade de Nagoya, no Japão, onde leciona há quase 25 anos. Atualmente, é Vice-Presidente de Pesquisa da Universidade Eri de Ciência e Tecnologia em Alexandria, Egito.

Dentro do IEEE, Fukuda ocupou cargos voluntários de alto nível, incluindo o cargo mais importante da organização: ele atuou como presidente do IEEE em 2020, tornando-se o primeiro asiático a ocupar este cargo.

Ele é o ex-diretor do programa de pouso na Lua do Japão, que planejava desenvolver robôs avançados de inteligência artificial até 2050.

Fukuda, que nasceu no Japão, recebeu reconhecimento nacional por suas contribuições à ciência, recebendo dois de seus maiores prêmios: a Medalha de Honra com Fita Roxa de 2015 e a Ordem do Tesouro Sagrado de 2022.

O IEEE concedeu-lhe o Prêmio Richard M. Emberson deste ano em reconhecimento às suas “contribuições notáveis ​​para o avanço dos objetivos técnicos do IEEE, especialmente no campo da robótica”. Os prêmios em nível de comitê do IEEE são patrocinados pelo Comitê de Atividades Técnicas do IEEE. Fukuda recebeu o prêmio em uma cerimônia na cidade de Nova York, em 24 de abril.

Como ex-presidente do IEEE, que atuou como mestre de cerimônias em muitos eventos importantes de premiação do IEEE, Fukuda destacou que está mais acostumado a conceder prêmios do que a recebê-los.

“É muito divertido estar recebendo”, disse ele.

Quando adolescente, Fukuda passou as férias de verão aprendendo sozinho como construir coisas como rádios transistores e motores a vapor.

“É bom ter um hobby prático e fazer essas coisas você mesmo”, disse ele. Seus experimentos o levaram a estudar engenharia.

Ele recebeu seu diploma de bacharel em engenharia pela Universidade Waseda, em Tóquio, em 1971. Ele disse que um de seus professores lá – Ichiro Kato, considerado o pai da pesquisa robótica japonesa – foi um bom mentor que causou um impacto positivo.

Os interesses de pesquisa de Fukuda estão em robótica e mecatrônica, um campo que combina robótica, eletrônica, ciência da computação e sistemas de controle.

Ele recebeu seus títulos de mestrado e doutorado pela Universidade de Tóquio em 1971 e 1977. Durante esse período, também frequentou a Universidade de Yale, onde em 1973 conduziu pesquisas sobre teoria de controle avançado.

Ele relembra com carinho sua época em Yale: “Era um ambiente muito bom e uma atmosfera de pensamento livre. Isso me inspirou a estudar mais”.

“O IEEE não se importa com quem você é, o que você faz, de que país você é, ou se você é homem ou mulher. O IEEE aceita pessoas com energia e paixão.”

Enquanto estava em Yale, Fukuda serviu como assistente de seu orientador, o que, segundo ele, o levou a considerar entrar na academia porque gostava da liberdade que o trabalho de pesquisa lhe proporcionava.

Mas ele percebe que esta liberdade tem um preço. Espera-se que os pesquisadores universitários angariem dinheiro para financiar o seu trabalho. Ele compara os pesquisadores a proprietários de pequenas empresas que precisam levantar capital para manter seus negócios funcionando.

Essa constatação, disse ele, o levou a escolher a robótica como sua área porque pretendia desenvolver tecnologia útil para a indústria.

Depois de receber seu doutorado, ele retornou ao Japão em 1977 e trabalhou como cientista pesquisador no Laboratório de Engenharia Mecânica do Governo em Tsukuba (mais tarde renomeado como Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada).

“Há muita pesquisa em andamento no laboratório, tanto robótica prática quanto teórica”, disse ele.

Em 1979, deixou o Japão e tornou-se pesquisador visitante na Universidade de Stuttgart, na Alemanha. Durante seu ano lá, ele estudou sistemas, problemas de software e tópicos relacionados.

Depois de retornar ao Japão, foi contratado como professor associado no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Ciências de Tóquio. Ele visitou fábricas para estudar os usos práticos dos robôs. Ele decidiu desenvolver robôs para inspecionar equipamentos industriais, como os usados ​​em montadoras, refinarias e usinas de energia, que, segundo ele, “podem ser ambientes hostis para os humanos”.

Seu trabalho atraiu o interesse de empresas químicas, petrolíferas e de serviços públicos.

“Recebi muito dinheiro deles para esta aplicação muito prática, que financiou minha pesquisa”, ele ri.

Desenvolva sistemas robóticos populares

Fukuda disse que se cansou de construir esses robôs, então passou a construir robôs para aplicações científicas. Ele desenvolveu muitas tecnologias, mas talvez seja mais conhecido por seu sistema robótico celular modular (CEBOT), que introduziu em 1985.

Ele descreve como o CEBOT funciona em vários artigos publicados na IEEE Xplore Digital Library.

O sistema CEBOT é composto por muitas células robóticas autônomas que se unem como peças de Lego interligadas, disse ele.

Cada unidade é uma unidade modular básica com funcionalidade. Ao receber uma tarefa simples, o sistema pode analisá-la e gerar a estrutura de um manipulador de células. As células se conectam e se separam umas das outras por meio de mecanismos de conexão e cooperam entre si para formar estruturas e configurações complexas.

“Você começa do desenvolvimento de componentes ao desenvolvimento de células até uma pequena unidade funcional, e então você cria clusters que podem formar um sistema maior. Podemos construir uma sociedade de robôs como esta”, explicou ele em uma história oral publicada na Wikipédia de História da Engenharia e Tecnologia. “É um sistema robótico descentralizado, um sistema robótico auto-organizado e um sistema robótico evolutivo.

“É também um sistema robótico tolerante a falhas porque, se algo der errado, basta excluir essas coisas e criar um novo. Você pode manter o sistema funcionando. Isso é ótimo.”

Hoje, os CEBOTs são usados ​​para diversas tarefas, como entrega de medicamentos em hospitais, auxílio no cultivo e transporte de produtos em centros de distribuição. Verificar Espectro IEEEO Guia do Robô para ficar por dentro das novidades do mundo da robótica.

Em 1989, Fukuda ingressou na Universidade de Nagoya como professor de engenharia mecânica e engenharia de sistemas micro-nano. Durante sua carreira de 24 anos, atuou como diretor do Centro de Micro-Nano Mecatrônica da universidade. Ele desenvolveu uma longa lista de tecnologias na universidade, incluindo muitas para aplicações médicas. Ele também conduziu pesquisas pioneiras em sistemas robóticos inteligentes e micro-nano robôs.

Outra tecnologia pela qual ele é famoso são os robôs de braço, que ajudou a desenvolver em 1988. ele a chama robô macaco Porque se baseiam no movimento semelhante a um pêndulo de macacos balançando de árvore em árvore. O movimento baseado na gravidade permite movimento contínuo.

Robôs de braço dividido agora inspecionam torres e pontes de transmissão de alta tensão, procuram sobreviventes em edifícios danificados e realizam manutenção em tubulações e cabos.

Fukuda aposentou-se da universidade em 2013 e foi nomeado professor emérito.

No entanto, sua aposentadoria durou pouco. Em seguida, lecionou na Universidade Meijo em Nagoya até sair em 2022 para ingressar na Universidade do Egito-Japão.

Voluntário Extraordinário

Ele ingressou no IEEE em 1980 com o incentivo de um de seus orientadores de pesquisa, o professor Fumio Harashima, agora membro titular do IEEE. Fukuda disse que espera se envolver mais depois de participar de reuniões e ler as publicações da organização.

“Quero saber como organizar uma conferência e como editar um artigo para um dos troca”, disse ele. “Quero saber o que está acontecendo dentro da organização, não apenas fora. “

Em 1988, foi o presidente fundador e organizador da IROS Tokyo. A conferência daquele ano teve 330 participantes e foi apoiada por Harashima. Hoje, é uma das maiores e mais prestigiadas conferências sobre o assunto, atraindo mais de 9.000 participantes anualmente. Fukuda disse que de 120 mil reuniões, foi a única no banco de dados do Nature Index este ano.

Em 1996 ele e outros membros lançaram Transações IEEE em Mecatrônica.

Ele é o presidente fundador do Comitê de Nanotecnologia do IEEE, criado em 2002. É considerado um pioneiro na pesquisa em nanotecnologia, principalmente em sua relação com a robótica.

Ao longo dos anos, ele atuou em vários cargos voluntários em conselhos e comitês editoriais do IEEE.

Ele atuou como presidente da IEEE Robotics and Automation Society de 1998 a 1999, tornando-se o primeiro membro fora dos EUA a deter esse título.

Ele atuou como Diretor da Divisão IEEE X (2001-2002 e 2017-2018), que cobre sistemas inteligentes, bioengenharia, robótica, sistemas de controle e tecnologia fotônica. Ele atuou como Diretor 2013-2014 da Região 10 do IEEE (Ásia-Pacífico).

Como presidente do IEEE em 2020, Fukuda acompanhou a organização nos estágios iniciais da pandemia COVID-19. Devido às restrições de viagem, ele percebeu que o IEEE deveria mudar a forma como presta serviços presenciais, especialmente programas educacionais. Ele incentivou as Atividades Educacionais do IEEE a desenvolver uma plataforma de aprendizagem online. A IEEE Learning Network começou com apenas três cursos e agora oferece cerca de 2.000 cursos, webinars e materiais de aprendizagem.

Membros premiados

Fukuda recebeu muitos outros prêmios do IEEE, incluindo o Prêmio Emberson. Estes incluem vários prêmios da IEEE Robotics and Automation Society: o Pioneer Award de 2004, o Saridis Leadership Award de 2009 e o Harashima Innovation Technology Award de 2011. Ele também é o vencedor do prêmio IEEE Robotics and Automation Technology Area 2010 em nível de conselho.

Ele disse acreditar firmemente que o IEEE deveria ser uma organização diversificada que acolhesse a todos. Como Presidente do IEEE, liderou esforços para desenvolver iniciativas de diversidade, equidade e inclusão. Várias políticas, procedimentos e estatutos foram revisados ​​para proporcionar aos membros um local seguro e inclusivo para discussão.

“É importante para o IEEE que todos se sintam confortáveis”, disse ele. “Os programas DEI são importantes. Todas as pessoas devem ser iguais. O IEEE não se importa com quem você é, o que você faz, de que país você é, ou se você é homem ou mulher. O IEEE aceita pessoas com energia e paixão.

“Ele me aceitou do Extremo Oriente. É por isso que adoro isso.”

Você pode aprender mais sobre Fukuda e sua carreira através desta história oral do IEEE History Center.