Robótica

Robô sem bateria e sem fios? Sem problemas

Robô sem bateria e sem fios? Sem problemas
A pequena garra deste robô também se movimenta pelo mesmo princípio, sendo aberta e fechada de forma controlada. [Imagem: Wyss Institute at Harvard University]

Robôs de origami para medicina

Engenheiros da Universidade de Harvard, nos EUA, estão começando a alimentar seus robôs flexíveis usando transmissão de eletricidade à distância.

A equipe é especializada em pequenos robôs construídos com técnicas de origami, que têm uma vocação natural para serem leves e flexíveis. Mas os fios e as baterias estragam tudo.

"Tal como no origami, um dos principais pontos do nosso design é a simplicidade. Este sistema requer apenas componentes eletrônicos básicos e passivos no robô para receber a eletricidade - a estrutura do próprio robô cuida do resto," disse o pesquisador Je-sung Koh.

"Os dispositivos médicos hoje são geralmente limitados pelo tamanho das baterias que os alimentam, enquanto esses robôs de origami com energia remota podem romper essa barreira de tamanho e potencialmente oferecer abordagens totalmente novas e minimamente invasivas para medicamentos e cirurgias no futuro," acrescentou o professor Donald Ingber.

Músculos artificiais e triângulos

O módulo básico responsável pela movimentação dos robôs é plano e fino, lembrando o papel no qual se baseiam. São tetraedros plásticos com três triângulos externos conectados a um triângulo central por dobradiças.

Anexadas às dobradiças vão bobinas feitas de um tipo de músculo artificial conhecido como liga com memória de forma (SMA), que, após sofrer uma deformação, pode recuperar sua forma original por aquecimento a uma determinada temperatura.

Quando as dobradiças do robô ficam planas, as bobinas SMA são esticadas em seu estado "deformado"; quando uma corrente elétrica é passada através do circuito e as bobinas aquecem, elas retornam ao seu estado original, ou "relaxado", contraindo-se como pequenos músculos e dobrando os triângulos externos em direção ao centro. Quando a corrente é interrompida, as bobinas SMA são esticadas de volta devido à flexão da dobradiça, fazendo os triângulos externos retornarem à sua posição.

É essa alternância de posições que movimenta os robôs e aciona suas pequenas garras frontais.

Robô sem bateria e sem fios? Sem problemas
Estrutura básica de movimentação dos robôs de origami, baseada em triângulos e músculos artificiais. [Imagem: Wyss Institute at Harvard University]

Eletricidade seletiva

A novidade nesta versão dos robôs de origami é que a eletricidade agora está sendo transmitida sem fios para os robôs, que puderam ficar mais simples e mais leves, o que permitirá que eles assumam funcionalidades, e não fiquem apenas andando de um lado para o outro.

Uma bobina externa conectada a uma fonte de energia gera um campo magnético, que por sua vez induz uma corrente nos circuitos do robô. Para controlar quais bobinas vão se contrair a cada momento, a equipe construiu um ressonador em cada bobina e ajustou-o para responder apenas a uma frequência eletromagnética específica. Ao alterar a frequência do campo magnético externo, eles conseguem gerar energia para cada bobina independentemente.

"Não apenas os movimentos de dobramento dos nossos robôs são repetitivos, como também podemos controlar quando e onde esses movimentos acontecem, o que permite movimentos mais complexos," disse o pesquisador Mustafa Boyvat.

Bibliografia:

Addressable wireless actuation for multijoint folding robots and devices
Mustafa Boyvat, Je-Sung Koh, Robert J. Wood
Science Robotics
Vol.: 2, Issue 8, eaan1544
DOI: 10.1126/scirobotics.aan1544




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