PhoneBot de US$ 400 da UCLA transforma celulares Android antigos em robôs que andam

Um celular de 2017 ajuda a dar vida a um humanoide que anda

Uma equipe de pesquisa da UCLA desenvolveu um robô humanoide com cerca de 48 centímetros de altura, 1,8 quilograma e custo de aproximadamente US$ 400 para construir, sem incluir o smartphone. Chamado PhoneBot, ele consegue andar sobre duas pernas, seguir uma pessoa com a câmera e se levantar quando está deitado de bruços. Entre os quatro celulares testados estava um Huawei Honor 9, lançado em 2017.

A pesquisa, submetida ao arXiv em 6 de outubro de 2026, é de Ruochen Hou, Quanyou Wang, Daniel Koh e Dennis W. Hong. Hong é professor de engenharia mecânica e aeroespacial na Universidade da Califórnia em Los Angeles, onde o projeto foi desenvolvido no Laboratório de Robótica e Mecanismos, conhecido como RoMeLa.

O artigo de pesquisa sobre o PhoneBot, intitulado PhoneBot: Uma plataforma robótica humanoide de baixo custo e código aberto que reutiliza smartphones, descreve um robô que aproveita os recursos de computação e sensoriamento de um celular comum. Os autores afirmam que os projetos de hardware e software são totalmente de código aberto, permitindo que outras pessoas reproduzam e adaptem a plataforma.

O PhoneBot enfrenta um problema prático para salas de aula e laboratórios: robôs humanoides pequenos podem exigir motores caros, câmeras separadas, sensores de movimento e computadores. Um smartphone já reúne vários desses componentes em um único dispositivo compacto. Reutilizá-lo reduz a quantidade de peças eletrônicas separadas que precisam ser compradas e conectadas.

Os resultados também mostram até onde essa abordagem chega atualmente. A caminhada e a visão são processadas no celular, enquanto o processamento de conversas usa um laptop externo. O PhoneBot não tem braços, e seu controlador de caminhada foi treinado para terrenos planos. Seu objetivo imediato é a educação, a pesquisa e a experimentação.

Como o celular controla 13 articulações

O PhoneBot carrega o smartphone em um suporte acima dos quadris. A câmera observa o ambiente, enquanto a unidade de medição inercial, ou IMU, do celular mede o movimento e a orientação. Uma IMU combina sensores que ajudam a estimar como um dispositivo está se movendo e inclinando, fornecendo ao robô informações necessárias para manter o equilíbrio.

Um aplicativo Android personalizado executa as redes neurais de movimento e controle com o TensorFlow Lite, um software desenvolvido para executar modelos de aprendizado de máquina em dispositivos como celulares. O aparelho calcula comandos de movimento e os envia por Wi-Fi a um pequeno computador embarcado, que repassa as instruções aos motores.

O robô tem seis articulações motorizadas em cada perna e uma articulação que gira o torso. Cada quadril tem três articulações, cada joelho tem uma e cada tornozelo tem duas. Isso dá à parte inferior do corpo 12 graus de liberdade, ou seja, 12 maneiras de movimentar as articulações de forma independente.

As 13 articulações usam servomotores DYNAMIXEL XL430-W250-T. Um servo é um motor que pode receber comandos para se mover até uma posição específica, o que o torna útil para controlar um joelho, tornozelo ou outra articulação robótica.

A articulação do torso dá à câmera outra possibilidade de movimento. O PhoneBot pode girar a parte superior do corpo para acompanhar uma pessoa sem tirar os pés do lugar. Assim, não é necessário mover o robô inteiro sempre que ele precisa olhar para o lado. A conexão sem fio também facilita a troca do celular, que não precisa de uma conexão cabeada dedicada ao corpo.

Quatro celulares funcionaram, com uma limitação no mapeamento

Os pesquisadores testaram o Huawei Honor 9, o Samsung Galaxy A16 5G, o Motorola Moto G 2024 e o Motorola Moto G 2025. Os quatro executaram as funções principais, incluindo sensoriamento de movimento, controle da caminhada e processamento de imagens. Os três celulares econômicos mais recentes foram comprados por aproximadamente US$ 50 a US$ 80 cada.

O Honor 9 é o exemplo mais claro de reutilização de hardware: um celular lançado nove anos antes da publicação do artigo ainda conseguia executar as principais tarefas de caminhada e visão do robô. Os modelos econômicos mais recentes também ofereceram à equipe alternativas a um aparelho premium.

O Honor 9 tinha uma limitação específica de software. Ele não conseguia executar a função de mapeamento embarcada porque os serviços do Google necessários não estavam disponíveis no aparelho testado nos Estados Unidos. Essa função usa localização e mapeamento simultâneos, geralmente abreviados como SLAM. Em termos simples, ela ajuda o robô a criar um mapa enquanto calcula sua posição dentro dele.

Para quem escolhe um celular, tanto o hardware quanto o software instalado são importantes. O Honor 9 testado era compatível com a caminhada e a detecção de pessoas, mas o mapeamento exigia serviços que ele não tinha. A compatibilidade com outros modelos Android ainda precisa ser testada.

O desenvolvimento do projeto abrange várias gerações de hardware de consumo:

• 2017: a Huawei lançou o Honor 9, o celular mais antigo usado nos testes.
• 2024 e 2025: a Motorola lançou as duas gerações do Moto G testadas junto com o Honor 9 e o Galaxy A16 5G.
• 6 de outubro de 2026: os autores da UCLA submeteram a versão preliminar do PhoneBot ao arXiv.

A caminhada começou em um mundo simulado

O controlador de caminhada do PhoneBot aprendeu primeiro em simulação, usando aprendizado por reforço. Esse método permite que o software experimente ações e receba pontuações por comportamentos úteis. No caso do PhoneBot, o treinamento recompensava movimentos como manter o ritmo solicitado, alternar os passos e ficar de pé, e penalizava comportamentos como arrastar os pés.

A simulação incluía limitações físicas relevantes para o robô real. Seus motores econômicos têm limites de força e velocidade, e as engrenagens apresentam folga, isto é, uma pequena folga entre as peças. Levar esses detalhes em conta ajuda o controlador a aprender movimentos que o mecanismo real consegue executar.

O treinamento apresentou outro problema: um corpo construído de forma simétrica não aprendia automaticamente um padrão de caminhada equilibrado. Em algumas rodadas, o pé esquerdo permanecia à frente enquanto a perna direita sustentava boa parte da carga. Isso impunha exigências desiguais às articulações e aos motores.

Os pesquisadores resolveram o problema com o espelhamento sagital. Eles duplicaram exemplos de treinamento invertendo os lados esquerdo e direito, para que o controlador pudesse aprender com as duas versões de um movimento. A técnica forneceu exemplos adicionais de aprendizado sem exigir uma etapa extra de simulação física para cada exemplo espelhado.

Uma pequena mudança no treinamento deixou a marcha mais equilibrada

A equipe comparou cinco rodadas independentes de treinamento com exemplos espelhados a outras cinco sem esse recurso. O espelhamento acelerou e tornou mais consistente o aprendizado na simulação, além de distribuir as cargas dos motores de maneira mais uniforme entre as pernas.

Uma das medidas relatadas para a diferença entre os ângulos das articulações esquerda e direita caiu de 0,254 radiano para 0,003 radiano na simulação. Isso representa uma redução de cerca de 98,8%, calculada a partir desses dois valores. Radianos são uma unidade de medida de ângulos; nesse caso, o valor menor indica que os movimentos dos dois lados ficaram muito mais parecidos.

Em seguida, o controlador foi transferido para o robô físico, no qual a equipe demonstrou a caminhada, o acompanhamento de uma pessoa e o ato de se levantar quando está deitado de bruços. A comparação numérica descreve a marcha simulada, enquanto as demonstrações mostram os comportamentos alcançados no hardware.

Essa parte do trabalho é importante porque componentes acessíveis impõem limites que o software precisa respeitar. Um celular consegue calcular comandos rapidamente, mas os motores ainda precisam executá-los. A abordagem de treinamento do PhoneBot relaciona as decisões do controlador à força e ao comportamento mecânico do corpo.

O que o preço de US$ 400 inclui

Os pesquisadores estimam que o hardware do PhoneBot custe cerca de US$ 400, sem incluir o smartphone. O peso informado, de 1,8 quilograma, inclui o celular e a bateria. Quem já tem um aparelho compatível pode reutilizá-lo; quem precisar comprar um deve acrescentar esse gasto ao orçamento de hardware do robô.

Os pequenos humanoides de pesquisa listados para comparação custam aproximadamente US$ 3.500 a US$ 13.800. Em comparação, a estimativa de US$ 400 para o hardware do PhoneBot é cerca de 88,6% menor que o preço da plataforma mais barata e cerca de 97,1% menor que o da mais cara.

Os robôs comparados têm capacidades diferentes, algo importante na hora de escolher o equipamento. O projeto atual do PhoneBot não tem braços, usa motores econômicos com capacidade de carga limitada e é voltado à caminhada em terreno plano. Um laboratório que precise manipular objetos ou realizar movimentos mais exigentes terá de considerar esses requisitos junto com o preço de compra.

Uma plataforma anterior de robótica com smartphone, a OpenBot, desenvolvida por pesquisadores do Laboratório de Sistemas Inteligentes da Intel, usava uma base com rodas que custava aproximadamente US$ 50. O PhoneBot leva a mesma ideia geral de reutilizar um celular a um corpo que precisa manter o equilíbrio sobre duas pernas. Sua estimativa de hardware é oito vezes maior que o custo citado para a base da OpenBot, refletindo uma tarefa mecânica diferente.

As conversas são processadas por um laptop

O artigo sobre o PhoneBot descreve interação por conversas, filmagem e telepresença móvel, além da caminhada e do acompanhamento de pessoas. Telepresença é o uso de um dispositivo controlado remotamente para ver e se comunicar a partir de outro local. Um celular oferece câmera, microfone, alto-falante e conexão sem fio, recursos que podem dar suporte a essas atividades.

Atualmente, a interação por voz divide o trabalho entre dispositivos. O celular cuida da entrada e da saída de áudio, mas o reconhecimento de fala e o processamento de linguagem são executados em um laptop próximo, conectado por Wi-Fi. O controle da caminhada e o processamento da visão rodam no próprio celular.

A equipe pretende investigar a execução de modelos de linguagem adequados diretamente no smartphone. Também propõe um software de planejamento que poderia combinar instruções faladas com informações visuais para selecionar ações do robô. Essas melhorias reduziriam a dependência do computador externo e ampliariam as tarefas que os usuários poderiam solicitar ao robô.

As limitações físicas do PhoneBot são claras. Sem braços, ele não consegue pegar nem mover objetos. Seu controlador de caminhada foi treinado para terreno plano, e os motores pequenos limitam o peso que pode carregar e a força dos movimentos que pode realizar.

Os pesquisadores pretendem estudar braços leves e a caminhada em terrenos irregulares. Não foram informadas datas para concluir essas melhorias nem para transferir o processamento de conversas ao celular. Por enquanto, a plataforma demonstrada se concentra em movimento, sensoriamento e interação dentro dos limites atuais do hardware.

Projetos abertos dão aos estudantes um ponto de partida

Os autores da UCLA descrevem o PhoneBot como uma plataforma acessível e reproduzível para educação, pesquisa e prototipagem rápida. A publicação dos projetos de hardware e software oferece a estudantes e pesquisadores um ponto de partida que podem montar, examinar e modificar.

Uma turma poderia usar a plataforma para estudar como as imagens da câmera afetam o movimento, como o equilíbrio depende das leituras dos sensores ou como um controlador funciona em diferentes celulares compatíveis. Pesquisadores poderiam aproveitar a estrutura existente para testar novas funções de percepção ou interação. Esses usos decorrem diretamente da combinação entre eletrônicos acessíveis e um projeto robótico editável.

A estimativa de US$ 400 para o hardware poderia facilitar a construção de mais de uma unidade por um laboratório, dependendo das necessidades de montagem e equipamento. Com vários robôs, as equipes poderiam comparar mudanças usando corpos semelhantes, enquanto o projeto compartilhado facilitaria a reprodução dos experimentos.

O PhoneBot também evidencia uma importante lição de engenharia: o custo do hardware é apenas parte do que torna um robô utilizável. A equipe ainda precisou treinar o software de caminhada, corrigir uma marcha desequilibrada, levar em conta os limites dos motores e verificar a compatibilidade dos celulares. Projetos abertos permitem que outras pessoas estudem e aprimorem essas decisões.

Celulares antigos estão ganhando outras funções de computação

O Google também está desenvolvendo um projeto com a Universidade da Califórnia em San Diego para usar cerca de 2.000 celulares Pixel sem uso como um pequeno centro de dados. Tanto essa iniciativa quanto o PhoneBot aproveitam processadores de smartphones já existentes em contextos diferentes: uma reúne aparelhos para computação, enquanto a outra instala um celular em uma máquina em movimento.

O interesse na reutilização surge em um momento em que os investimentos em centros de dados de IA aumentam a demanda por memória de alto desempenho e pressionam os orçamentos de componentes de outros fabricantes de eletrônicos. A redução específica de custos do PhoneBot vem do uso da câmera, dos sensores de movimento, do processador e da conexão sem fio já presentes no celular, em vez de comprar essas funções separadamente.

Os experimentos da UCLA apresentam um resultado concreto para essa abordagem. Quatro modelos Android testados, incluindo um lançado em 2017, ofereceram capacidade de computação e sensoriamento suficiente para as tarefas principais do robô. A limitação de mapeamento do Honor 9 também mostra por que a reutilização exige verificar o suporte de software, além do desempenho do processador.

O PhoneBot dá a um smartphone antigo uma função útil em uma ferramenta de pesquisa, com corpo e sistema de controle projetados em torno do que esse celular e motores econômicos conseguem fazer. As próximas metas de desenvolvimento são igualmente específicas: adicionar braços leves, aprender a caminhar em terrenos irregulares e transferir mais processamento de conversas para o celular.

Pontos principais

• O PhoneBot da UCLA tem cerca de 48 centímetros de altura e pesa 1,8 quilograma, incluindo o smartphone e a bateria.
• O custo estimado do hardware é de US$ 400, sem incluir o celular.
• Os quatro celulares Android testados deram suporte às funções principais de caminhada, sensoriamento e visão, incluindo o Huawei Honor 9 de 2017.
• O Honor 9 não tinha os serviços do Google necessários para o mapeamento embarcado.
• Exemplos espelhados no treinamento melhoraram a marcha simulada e equilibraram as exigências sobre as duas pernas.
• Atualmente, o PhoneBot não tem braços, foi treinado para caminhar em terreno plano e usa um laptop externo para processar conversas.
• Os autores afirmam que os projetos de hardware e software são totalmente de código aberto.