Robótica

Músculos artificiais superfortes agora com autocicatrização

Músculos artificiais superfortes agora com autocicatrização
Os músculos artificiais macios podem ser configurados para agarrar objetos delicados ou duros e pesados.[Imagem: Keplinger Lab/University of Colorado Boulder]

Robótica macia

Uma nova classe de atuadores macios e flexíveis, mas acionados eletricamente, está-se mostrando capaz de imitar de forma mais fiel a expansão e a contração dos músculos naturais.

Esses músculos artificiais flexíveis, que podem ser construídos a partir de uma ampla gama de materiais de baixo custo, são capazes de apresentar a auto-sensação de seus próprios movimentos e de se autoconsertar, representando um grande avanço na chamada "robótica macia".

Assim, a próxima geração de robôs, em vez dos droides metálicos comumente vistos na ficção, poderão ser feitos de materiais moles e flexíveis, mais parecidos com os sistemas biológicos. Tais robôs macios têm um grande potencial para aplicações por poderem se adaptar a ambientes dinâmicos e mais adequados para interagir de perto com os seres humanos.

Músculos artificiais biomiméticos

Um desafio central no campo da robótica macia é a falta de atuadores, ou músculos artificiais, que possam replicar a versatilidade e o desempenho dos músculos biológicos reais.

A equipe do professor Christoph Keplinger, da Universidade do Colorado, que vem trabalhando há alguns anos com máquinas moles e atuadores inspirados nos músculos humanos, criou agora o que eles chamam de HASEL, sigla em inglês para atuadores eletrostáticos autocicatrizantes hidráulicos.

As estruturas macias e flexíveis reagem à tensão elétrica com uma ampla gama de movimentos, capazes de substituir os supridos pelos tradicionais pistões e motores, bem maiores e mais pesados, usados pelos robôs convencionais.

Os protótipos usados para demonstrar a tecnologia realizam uma variedade de tarefas, incluindo agarrar objetos delicados, como uma framboesa e um ovo cru, bem como levantar objetos pesados.

Músculos artificiais superfortes agora com autocicatrização
A pequisadora Madeline King ressalta a capacidade de autocicatrização dos materiais usados para fabricar os músculos artificiais macios. [Imagem: Glenn Asakawa/Universidade do Colorado Boulder]

De beija-flores a elefantes

"Nós podemos fabricar hoje esses dispositivos por cerca de dez centavos. Os materiais são de baixo custo, escaláveis e compatíveis com as atuais técnicas de fabricação industrial," disse o pesquisador Nicholas Kellaris.

A equipe acredita que seus músculos artificiais também possam ter aplicação em uma próxima geração de membros protéticos.

"Buscamos inspiração nas capacidades surpreendentes dos músculos biológicos," disse o professor Keplinger. "Os atuadores HASEL sinergizam as forças dos atuadores eletrostáticos fluídicos e macios e, assim, combinam a versatilidade e o desempenho como nenhum outro músculo artificial antes deles. Assim como o músculo biológico, os atuadores HASEL podem reproduzir a adaptabilidade do braço de um polvo, a velocidade de um beija-flor e a força de um elefante."

Bibliografia:

Hydraulically amplified self-healing electrostatic actuators with muscle-like performance
E. Acome, S. K. Mitchell, T. G. Morrissey, M. B. Emmett, C. Benjamin, M. King, M. Radakovitz, C. Keplinger
Science
Vol.: 359, Issue 6371, pp. 61-65
DOI: 10.1126/science.aao6139

Peano-HASEL actuators: Muscle-mimetic, electrohydraulic transducers that linearly contract on activation
Nicholas Kellaris, Vidyacharan Gopaluni Venkata, Garrett M. Smith, Shane K. Mitchell, Christoph Keplinger
Science Robotics
Vol.: 3, Issue 14, eaar3276
DOI: 10.1126/scirobotics.aar3276




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