Robôs piezoelétricos autoconectam-se em múltiplas formas e são muito rápidos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/07/2026

Estrutura dos atuadores piezoelétricos.
[Imagem: Yu Gao et al. - 10.1016/j.eng.2025.06.043]

Robôs reconfiguráveis

Robôs reconfiguráveis geralmente dependem de motores eletromagnéticos e mecanismos de transmissão, que dificultam a miniaturização e limitam o uso de pequenos robôs em espaços confinados, como exigido pela robótica de enxame.

Com essa necessidade em mente, Yu Gao e colegas do Instituto de Tecnologia de Harbin, na China, desenvolveram uma série de pequenos robôs piezoelétricos reconfiguráveis que substituem as motorizações e as engrenagens por uma unidade de atuação cerâmica integrada.

Atuadores piezoelétricos, baseados em materiais que transformam diretamente eletricidade em movimento mecânico, sem peças móveis, apresentam uma estrutura muito simples, dispensam mecanismos de transmissão, têm uma resposta ainda mais rápida do que a dos motores elétricos e ainda permitem obter deslocamentos com uma precisão superior à dos motores de passo.

Outro detalhe importante é que os robôs são modulares, o que significa que eles podem acoplar-se uns aos outros para assumir dimensões maiores e formas complexas, uma versatilidade que os permite atender especificações de um número muito grande de aplicações.

Os testes experimentais mostraram que esses robôs reconfiguráveis adaptam-se bem a diversos tipos de terrenos planos. Diferentes configurações dos módulos permitem saltar, atravessar sulcos largos, transpor fendas estreitas, passar por canais estreitos, navegar por curvas acentuadas e transpor superfícies com desníveis.

Testes de saltos e deslocamento em diferentes terrenos.
[Imagem: Yu Gao et al. - 10.1016/j.eng.2025.06.043]

Motores piezoelétricos

O núcleo dos robôs é uma unidade de atuação cerâmica compacta, medindo 44 mm x 10 mm x 12,5 mm e pesando 6,5 gramas já contando tudo: A unidade de atuação e os componentes de controle, comunicação e alimentação.

Essas unidades de atuação operam no modo de vibração ressonante, podendo tanto gerar trajetórias oblíquas quanto saltos. E elas atingem um desempenho imbatível, com uma velocidade de locomoção de 90,3 vezes o comprimento do corpo por segundo e uma capacidade de carga de 31,6 vezes o seu próprio peso. Isso dá um deslocamento preciso de quase 60 centímetros por segundo, tudo controlado sem fios.

Conexões magnéticas multiposicionais, embutidas na carcaça do módulo, permitem que os módulos se conectem em configurações do tipo corrente e anel, adaptando-se a múltiplos cenários.

Os robôs também permitem expansões funcionais, mediante a adição sensores. Por exemplo, se equipados com uma câmera, eles podem realizar captura de imagens sem fio para reconhecimento de ambientes.

Testes da automontagem dos módulos robóticos.
[Imagem: Yu Gao et al. - 10.1016/j.eng.2025.06.043]

Aplicações práticas

O projeto integrado e a técnica de reconfiguração magnética abrem caminho para aplicações como reconhecimento e exploração de ambientes, operações multitarefa e detecção em espaços confinados.

Os testes iniciais permitiram também traçar os espaços para melhorias. A equipe pretende agora se concentrar em aumentar a eficiência dos atuadores piezoelétricos, fazer a integração completa dos componentes e adicionar feedback de posição e estratégias de autorreconfiguração, o que deverá ampliar ainda mais as possibilidades de aplicações práticas dos robôs.

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