“Esperamos que o projeto inspire outros engenheiros a desenvolver robótica com a sustentabilidade em mente.”
A robótica é uma grande promessa para o futuro da humanidade. E os humanos podem esperar que robôs mais sofisticados sejam integrados em mais áreas da vida à medida que a tecnologia avança nos próximos anos.
A robótica leve é uma tecnologia emergente que está ganhando força na comunidade científica. O objetivo principal da robótica leve é alcançar movimentos suaves e complexos, imitando a locomoção de corpos moles encontrados no ambiente.
Nessa busca, pesquisadores da University of Colorado Boulder criaram um novo tipo de atuador robótico, ou “músculo artificial”, para permitir movimentos realistas. Este projeto único usa medidas ecológicas para criar o atuador para proteger o meio ambiente.
“Você pode descartá-los em uma lixeira industrial. Esperamos que o projeto inspire outros engenheiros a desenvolver a robótica com a sustentabilidade em mente”, disse Ellen Rumley, coautora do novo estudo, em um comunicado oficial à imprensa.
A concepção do músculo artificial
A inovação pode ajudar a mudar a estrutura do robô de rígida para flexível. Estes podem funcionar de forma semelhante aos músculos humanos e ajudar os robôs a dobrar os braços.
A equipe criou pela primeira vez um protótipo de músculo artificial conhecido como atuadores eletrostáticos de autocura amplificada hidraulicamente (HASEL) em 2018. Seu objetivo, no entanto, era tornar esse recurso de robô macio completamente sustentável. Neste novo estudo, eles descreveram o uso de materiais sustentáveis para criar o novo músculo artificial, sem comprometer seu desempenho quando comparado ao projetado em 2018. Eles conseguiram dissolver naturalmente o protótipo no solo ao longo de alguns meses.
Esses atuadores dependem de mecanismos fluidos que se movem em bolsas moles. O novo atuador HASEL foi criado com “óleo de transformador dentro de bolsas de plástico”. Para permitir a passagem da eletricidade, estes foram parcialmente cobertos com uma fina camada de um condutor elétrico. Esse mecanismo permite que o saco seja fechado e, como resultado, o fluido se mova de uma extremidade à outra. Isso também pode ser usado para projetar um membro robótico.
A equipe experimentou vários materiais para substituir as bolsas de plástico antes de decidir por uma mistura de poliéster biodegradável comumente usada em sacolas de compras.
Os atuadores foram projetados para que os robôs sejam “macios e flexíveis o suficiente para ricochetear nas paredes ou se espremer em espaços apertados”, de acordo com o comunicado oficial. No futuro, o músculo artificial poderá ser programado para mover braços e pernas robóticos. De acordo com Rumley, uma aplicação promissora para esses robôs macios é ajudar pessoas com deficiência física.
“A sustentabilidade do novo sistema de materiais agora abre caminhos muito interessantes para aplicações que requerem componentes projetados para uso único ou de curto prazo, por exemplo, na área de manipulação de alimentos ou aplicações médicas”, disse Christoph Keplinger, cofundador da Artimus Robotics, uma empresa com sede em Boulder que desenvolve e vende atuadores HASEL.
Os detalhes foram publicados na revista Science Advances.
Resumo do estudo:
O combate à poluição ambiental exige um foco na sustentabilidade, em particular de tecnologias de rápido avanço que estão prestes a se tornar onipresentes nas sociedades modernas. Dentre elas, a robótica leve promete substituir as máquinas rígidas convencionais para aplicações que exijam adaptabilidade e destreza. Para componentes-chave de robôs macios, como atuadores macios, é importante explorar opções sustentáveis, como materiais bioderivados e biodegradáveis. Introduzimos sistemas de materiais compatíveis sistematicamente determinados para a criação de atuadores macios eletro-hidráulicos totalmente biodegradáveis e de alto desempenho, baseados em vários filmes de polímeros biodegradáveis, dielétrico líquido à base de éster e hidrogel de gelatina com infusão de NaCl. Demonstramos que esses atuadores biodegradáveis operam de forma confiável até altos campos elétricos de 200 V/?m, apresentam desempenho comparável aos equivalentes não biodegradáveis e sobrevivem a mais de 100.000 ciclos de atuação. Além disso, construímos uma garra robótica com base em atuadores macios biodegradáveis que é prontamente compatível com braços robóticos comerciais, incentivando o uso mais amplo de sistemas de materiais biodegradáveis em robótica leve.
Publicado em 30/04/2023 12h02
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