Inventada junta robótica que diminui risco para humanos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/02/2021

Diagrama esquemático do novo tipo de junta robótica. As molas são conectadas por uma árvore de comando e um pequeno motor linear ajusta a dureza de cada mola.
[Imagem: TU-Chemnitz]

Articulação de rigidez variável

O estudante Hongxi Zhu e sua professora Ulrike Thomas, da Universidade Chemnitz de Tecnologia, na Alemanha, desenvolveram um tipo inovador de junta robótica.

O mecanismo é de um tipo conhecido como junta de conformidade (compliant), ou junta de rigidez variável.

É um mecanismo "flexível" que transmite força e movimento por meio da deformação elástica do dispositivo, derivando parte ou todo o seu movimento da flexibilidade relativa das suas peças, e não apenas com as articulações de corpo rígido.

O objetivo principal da inovação é tornar mais segura a interação humano-robótica.

Os dois engenheiros estão trabalhando neste novo conceito de junta robótica desde 2016.

As versões anteriores eram equipadas com sensores, principalmente sensores de força, para medir as forças de contato em caso de colisão e para poder evitá-las se necessário. Outras técnicas usam sensores ópticos externos para monitorar a distância entre robôs e humanos.

A nova junta tenta simplesmente minimizar qualquer impacto, absorvendo energia graças a uma mola. Isso permite que a energia da colisão seja absorvida e o robô possa se mover mais rápido na proximidade de um humano sem colocá-lo em perigo.

Zhu e Thomas agora querem integrar as juntas nos braços e pernas de um robô humanoide.
[Imagem: Jacob Müller]

Articulações robóticas

Já existem outras articulações robóticas que usam molas para absorver a energia de uma colisão, mas o problema é ser capaz de ajustar a dureza da mola de forma não-linear, para que os robôs possam ajustar a rigidez e o amortecimento da junta de forma independente, adaptando-se a tarefas que requeiram forças elevadas.

Outra vantagem das articulações de conformidade, ou complacentes, é que a energia armazenada também pode ser usada para acelerar o movimento, de modo que um robô humanoide pode fazer tarefas como arremessar coisas ou pular.

Os dois engenheiros, que agora estão tentando comercializar a patente de sua nova junta, acreditam que robôs desenvolvidos com seu mecanismo deverão ser capazes de agarrar coisas com maior sensibilidade ou correr de forma mais estável, tudo interagindo com segurança com os humanos.

Eles mesmos já estão pensando em usar a junta para criar assistentes robóticos para hospitais, instalações de cuidados ou mesmo para uso em casa.