Robótica

Robôs de apertar alternam entre flexíveis e rígidos

Robôs de apertar alternam entre flexíveis e rígidos
O material é resultado de uma mistura de espuma de poliuretano e cera.[Imagem: MIT]

Robôs flexíveis

Pesquisadores do MIT construíram uma estrutura capaz de alternar entre estados duros e moles, ou rígidos e flexíveis.

A inspiração, segundo Nadia Cheng e Anette Hosoi, veio do robô T-1000 da série Exterminador do Futuro, que podia assumir um estado líquido para passar por espaços apertados ou para se autorreparar.

Segundo elas, um material com mudança de fase poderá no futuro permitir a construção de robôs cirúrgicos deformáveis que possam se mover através do corpo para chegar a um determinado ponto sem danificar qualquer um dos órgãos ou vasos sanguíneos ao longo do caminho.

Robôs construídos com materiais assim também poderão ser usados em operações de busca e salvamento, espremendo-se entre os escombros à procura de sobreviventes.

Mas se um robô for projetado para executar algum trabalho, ele precisa ser capaz de exercer uma quantidade razoável de força, o que significa que ele deve ser capaz de passar de um estado gelatinoso para um estado rígido.

O material fabricado pelas duas pesquisadoras, embora ainda longe da elegância do metal líquido do T-1000, demonstra bem o conceito de um material muito simples e capaz de alternar entre um estado flexível e um estado rígido.

Espuma com cera

Robôs de apertar alternam entre flexíveis e rígidos
Embora ainda longe da elegância do metal líquido do T-1000, o material demonstra bem o conceito de um material muito simples e capaz de alternar entre um estado mole e estado duro. [Imagem: Melanie Gonick/MIT]

O material é formado por uma estrutura de espuma recoberta com cera. A espuma é ideal porque pode ser espremida até atingir uma pequena fração do seu tamanho normal, voltando rapidamente à sua forma original quando liberada.

O revestimento de cera, por sua vez, pode endurecer, formando uma casca dura em volta da espuma, e retornar a um estado flexível com um aquecimento moderado.

O aquecimento é feito por fios passando ao longo de cada um dos suportes de espuma revestidos de cera, que recebem uma corrente elétrica para aquecer e derreter a cera.

Quando a corrente é desligada, a cera esfria e endurece novamente, fazendo o material voltar ao seu estado rígido - para efeitos práticos, a força que espremeu o robô precisa ser interrompida para que a espuma volte ao seu estado original antes de endurecer novamente.

Além de alternar o material entre suas fases macia e rígida, o aquecimento da cera repara qualquer dano que a estrutura tenha sofrido, tornando o material auto-consertável.

Solda em lugar da cera

Para começar a pensar em aplicações práticas, as pesquisadoras planejam agora substituir o revestimento de cera por um material mais resistente, como uma liga usada em soldas.

O grupo também está estudando o uso de outros materiais não convencionais para robótica, como fluidos magnetorreológicos e eletrorreológicos.

Esses materiais consistem de um líquido com partículas suspensas, e podem alternar de um estado mole para um estado rígido com a aplicação de um campo magnético ou de uma corrente elétrica.

Bibliografia:

Thermally Tunable, Self-Healing Composites for Soft Robotic Applications
Nadia G. Cheng, Arvind Gopinath, Lifeng Wang, Karl Iagnemma, Anette E. Hosoi
Macromolecular Materials and Engineering
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/mame.201400017




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