Ele vai mudar o mundo

Os componentes
Basicamente, o Segway é uma combinação de uma série de sensores, um sistema de controle e um sistema motor. Nesta seção, veremos cada um desses elementos.

Imagem cedida por Segway, LLC O Segway possui quatro elementos essenciais: o conjunto de roda e motor, o sistema de sensores, um circuito eletrônico principal e o sistema de controle do operador

O sistema de sensores primário é um conjunto de giroscópios. O giroscópio é essencialmente uma roda livre, girando em uma estrutura estável. Um objeto giratório resiste a mudanças em seu eixo de rotação, pois uma força aplicada se move junto com o objeto. Se você, por exemplo, faz pressão em um ponto no topo da roda livre, aquele ponto se move para a frente da roda enquanto ainda sente a força que você aplicou. À medida que o ponto de pressão continua se movendo, termina por aplicar força em pontos opostos da roda: a força equilibra a si mesma. Veja como funcionam os giroscópios para aprender mais.

Por causa da sua resistência à uma força externa, uma roda giroscópica manterá a sua posição no espaço, relativa ao chão, mesmo que você a incline. Mas a estrutura do giroscópio se moverá livre no espaço. Medindo a posição da roda do giroscópio relativa à sua estrutura, um sensor preciso pode dizer qual é a inclinação do objeto, ou seja, o quanto ele está se inclinando para fora do seu prumo, bem como a proporção da inclinação, ou seja, a que velocidade está se inclinando.

Um giroscópio convencional seria incômodo e difícil de ser mantido nesse veículo, por isso a Segway consegue o mesmo resultado com um tipo de mecanismo diferente. Ela usa um sensor angular transistorizado de silício. Este tipo de giroscópio determina a rotação do objeto usando o efeito Coriolis em uma escala muito pequena.

Colocado de forma simples, esse efeito é a tendência aparente de um objeto em movimento em relação a outro objeto em rotação. Como exemplo, um avião viajando em uma linha reta aparenta fazer uma curva porque a Terra está girando abaixo dele.

Um giroscópio transistorizado feito de silício consiste de um fino prato de silício montado em uma estrutura de apoio. As partículas de silício são movidas por uma corrente eletrostática aplicada através do prato. Elas se movem de uma maneira específica, fazendo com que o prato vibre de maneira previsível. Mas quando o prato gira em torno do seu próprio eixo, ou seja, quando o Segway gira no mesmo plano, as partículas repentinamente se deslocam em relação ao prato. Isto altera a vibração e a mudança é na proporção ao grau de rotação. O sistema do giroscópio mede a alteração da vibração e passa essa informação ao computador, que calcula quando o Segway está girando em determinados eixos. Veja este site para maiores informações sobre giroscópios transistorizados de silício.

O Segway HT possui cinco sensores giroscópicos, embora necessite somente de três para detectar o grau de inclinação para frente e para trás ou lateralmente (rolagem). Os sensores extras são redundantes, tornando o veículo mais confiável. Existem também dois sensores de inclinação preenchidos com fluido eletrolítico. Assim como nosso ouvido interno, esse sistema calcula a sua posição relativa ao solo baseando-se na inclinação da superfície do fluido.

Todas as informações sobre a inclinação são passadas para o "cérebro" do veículo, que consiste em duas placas controladoras de circuito eletrônico, contendo um grupamento de microprocessadores. O Segway possui um total de 10 microprocessadores que, juntos, fornecem o triplo do potencial de um PC comum. Normalmente, as duas placas funcionam juntas, mas se uma delas falhar, a outra assume as suas funções e o sistema avisa o condutor sobre a falha, se desligando suavemente.

O Segway exige todo esse potencial pois precisa executar ajustes extremamente precisos. Em operação normal, as placas controladoras checam os sensores de posição cerca de cem vezes por segundo. Os microprocessadores rodam um software avançado que monitora todas as informações sobre a estabilidade e que faz os ajustes necessários de acordo com a velocidade dos diferentes motores elétricos. Estes, acionados por um par de baterias recarregáveis de níquel-metal hidreto (NIMH) ou lítio íon (Li-ion), podem girar cada uma das rodas de forma independente e em velocidades variáveis.

Quando o veículo se inclina para frente, os motores giram ambas as rodas para a frente para evitar a inclinação excessiva. O procedimento é o mesmo quando a inclinação é para trás. Quando o condutor usa o botão do guidão para virar à esquerda ou à direita, os motores giram uma roda mais rápido que a outra ou giram as rodas em direções opostas e o veículo se move na direção desejada.

Essa é certamente uma máquina surpreendente, mas será que é realmente tão importante quanto a internet, de acordo com algumas declarações? Na próxima seção, veremos que tipo de impacto ela pode produzir no mundo moderno.

Kamen admite que o Segway nunca poderá substituir completamente o carro porque não possui a mesma capacidade. O modelo padrão HTi80 consegue atingir somente 20 km/h e precisa ser conectado a uma rede elétrica doméstica por cerca de 6 h para armazenar carga suficiente para uma jornada de 24 km. Obviamente, este tipo de máquina não será de grande valia em uma viagem para cruzar o país.

Mas Kamen acredita que o Segway é uma ótima opção para uso no perímetro urbano. Os carros ocupam muito espaço e, em locais restritos, como nas ruas de uma cidade, podem causar grandes engarrafamentos. Estacionar um carro também é uma dificuldade e eles são caros de se manter. Tudo considerado, o carro não é a opção ideal para percursos pequenos em áreas congestionadas.

Imagem cedida por U.S. Patent and Trademark Office Diversos projetos de Segway alternativos de uma das patentes registradas por Dean Kamen

O Segway é apenas um pouco maior que uma pessoa, de forma que não provoca congestionamentos como um carro. Como é um veículo de calçada, ele permite uma movimentação ágil através das multidões, evitando completamente as rodovias. Assim como as scooters e as bicicletas, os Segways estarão a cada ano mais envolvidos em acidentes com pedestres. Mas os seus defensores dizem que ele é tão perigoso quanto caminhar, considerando que se locomove a velocidades relativamente baixas.

Mesmo que ele não possa levar as pessoas ao seu destino em altas velocidades, o Segway consegue, com a sua marcha lenta, driblar o congestionamento. Chegando ao seu destino, seus condutores podem levá-lo consigo para qualquer lugar sem se preocupar com estacionamento. Também não precisam parar no posto de gasolina, pois o veículo é abastecido com eletricidade doméstica.

Os Segways são também boas máquinas para locomoção em depósitos entulhados, onde corredores apertados não permitem o uso de veículos maiores. Muitas pessoas podem achá-los úteis para se movimentar em extensas áreas públicas, como aeroportos ou parques de diversões. Não há limite na diversidade do seu uso. O Segway se adequa à maior parte dos lugares onde você possa caminhar. Ele fará você chegar mais rápido sem gastar muita energia.

Até agora o Segway não obteve grande sucesso em modificar o mundo. A etiqueta com o preço alto provavelmente tem sido um obstáculo. Recentemente, entretanto, a companhia anunciou opções de financiamento e leasing. A Segway também espera que o aumento nos preços do combustível faça disparar as vendas.

Kamen acredita que mais e mais pessoas se interessarão pela máquina depois de se familiarizarem com ela e descobrirem a sua versatilidade. Com esse objetivo, ele a apresentou inicialmente às entidades governamentais e grandes corporações, ao invés do mercado consumidor. Três grupos em Atlanta, na Geórgia, inclusive o Departamento de Polícia foram os primeiros a experimentá-lo nas ruas da cidade. Atualmente, diversas forças policiais, incluindo o Departamento de Polícia de Chicago, usam o modelo policial HT i180.