Robôs macios talhados para trabalhos pesados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/10/2022

Além de inspecionar, os robôs maleáveis poderão contar com atuadores.
[Imagem: Chao Tang et al. - 10.1126/scirobotics.abm85]

Robôs maleáveis, mas fortes

Uma engenheira chinesa decidiu mostrar que o potencial da robótica macia - ou robótica mole - não se limita a dispositivos delicados e sensíveis.

A professora Huichan Zhao, da Universidade Tsinghua, usou materiais macios, que se contraem e expandem sob demanda, para construir robôs mecânicos capazes de entrar em alguns dos equipamentos mais "brutos" que se possa imaginar, incluindo motores de aviões e sistemas de bombeamento de petróleo.

A vantagem da robótica mole é que ela permite que esses robôs sejam finos e maleáveis o suficiente para entrar pelos poucos espaços abertos nesses equipamentos, espaços esses tipicamente na faixa dos centímetros.

Sem rodas, lagartas ou outros componentes volumosos, que não caberiam nesses espaços e nem poderiam passar por cantos apertados, os robôs construídos pela equipe são biomiméticos, imitando o movimento de minhocas e cobras, as trombas dos elefantes ou os tentáculos dos polvos.

"Estruturas macias geralmente podem se mover de maneiras mais complexas do que os robôs convencionais com juntas," disse Zhao.

Esquema de operação do robô-minhoca e foto do protótipo.
[Imagem: Chao Tang et al. - 10.1126/scirobotics.abm85]

Minhoca robótica

Um dos protótipos desenvolvidos pela equipe é um robô macio projetado para imitar o movimento das minhocas, que pode ser usado para inspecionar os estreitos dutos no interior de maquinarias pesadas, incluindo os motores de aeronaves.

A ideia é que robôs inspirados em minhocas possam substituir os cabos de fibra óptica usados hoje para inspecionar esses tubos, já que eles terão a capacidade adicional de efetuar serviços, e não apenas gerar imagens.

Uma minhoca anda usando um processo físico chamado peristaltismo, que se baseia na contração rítmica e no relaxamento dos músculos em uma série de segmentos interconectados. Músculos semelhantes a anéis ao redor do diâmetro do verme podem alterar a espessura do corpo, fazendo-o inchar para se agarrar ao interior de um túnel, ou encolher para passar por um local mais estreito. Enquanto isso, músculos longitudinais - ao longo do corpo - empurram o verme para frente ou para trás.

A equipe está explorando diversos tipos de atuadores, que funcionam como músculos artificiais, para replicar essa anatomia sem a necessidade de partes móveis e mecanismos complicados. Os melhores resultados foram obtidos com materiais inteligentes chamados atuadores de elastômeros dielétricos, que são mais fortes e mais flexíveis do que um músculo biológico - esses materiais contraem e relaxam em resposta a uma fonte elétrica sendo ligada e desligada.

Apesar do sucesso da demonstração, a pesquisadora está consciente de que há muito trabalho ainda por ser feito: "Muitos desafios precisam ser superados, como conectar efetivamente uma fonte de energia, melhorar a controlabilidade e reduzir os custos," disse ela. "Acho que ainda precisaremos de cinco a dez anos de pesquisa fundamental."

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