Pesquisadores da Northwestern desenvolveram músculos artificiais inspirados em estruturas biológicas, que permitem que robôs em escala humana se movam de forma mais natural e eficiente. Essa inovação promete revolucionar a robótica.
Pesquisadores da Northwestern desenvolveram músculos artificiais que prometem revolucionar a robótica. Esses novos atuadores bioinspirados oferecem desempenho e propriedades mecânicas necessárias para sistemas robóticos mais flexíveis e adaptáveis. Com essa inovação, robôs poderão interagir de forma mais natural com o mundo ao seu redor.
Desafios atuais na replicação de músculos
Os robôs atuais enfrentam dificuldades significativas ao tentar replicar a funcionalidade dos músculos humanos.
A maioria dos robôs é composta por materiais rígidos que, embora precisos, não conseguem se adaptar suavemente a terrenos irregulares ou executar tarefas complexas sem danificar outros objetos ou a si mesmos.
Isso se deve à falta de compliance física, ou seja, a capacidade de se ajustar a mudanças externas sem causar danos.
Roboticistas têm trabalhado em atuadores macios com propriedades mecânicas semelhantes às dos músculos, mas esses ainda dependem de equipamentos grandes e pesados para funcionar.
Além disso, não são suficientemente duráveis e não conseguem gerar força suficiente para completar tarefas reais.
A engenharia de materiais macios para atuar como músculos artificiais enfrenta desafios como a transmissão de força suficiente com potência adequada e a integração com estruturas rígidas semelhantes a ossos.
Desenvolvimento do músculo rtificial
Para enfrentar os desafios associados à replicação de músculos, a equipe de pesquisa da Northwestern University desenvolveu um novo tipo de atuador baseado em um design bioinspirado.
No centro dessa inovação está uma estrutura cilíndrica impressa em 3D chamada “handed shearing auxetic” (HSA), que possui uma complexa arquitetura capaz de movimentos e propriedades únicas, como estender e expandir quando torcida.
Essa torção é gerada por um pequeno motor elétrico integrado, permitindo que o atuador funcione como um músculo artificial.
Os pesquisadores revestiram o HSA com uma estrutura de fole de borracha, que possibilita a extensão e contração dos atuadores quando acionados.
Os músculos artificiais resultantes são capazes de empurrar e puxar com força impressionante, imitando a função dos músculos naturais. Além disso, esses músculos podem enrijecer dinamicamente quando ativados, semelhante a um músculo humano real.
Cada músculo pesa aproximadamente o mesmo que uma bola de futebol e é ligeiramente maior que uma lata de refrigerante. Ele pode se esticar até 30% de seu comprimento e levantar objetos 17 vezes mais pesados do que ele próprio.
Crucialmente, esses músculos podem ser alimentados por bateria, eliminando a necessidade de equipamentos externos pesados, tornando-os ideais para uso em corpos robóticos.