A pele macia permite que os robôs videiras naveguem em ambientes complexos e frágeis

Os pesquisadores desenvolveram uma pele robótica macia que permite que robôs de videira com apenas alguns milímetros de largura naveguem por caminhos complicados e ambientes frágeis. Para conseguir isso, os pesquisadores integraram uma camada muito fina de atuadores feitos de elastômero de cristal líquido em locais estratégicos da pele macia. O robô é dirigido controlando a pressão dentro de seu corpo e a temperatura dos atuadores.

Os pesquisadores mostraram que um robô equipado com esta pele poderia navegar com sucesso em um modelo das artérias do corpo humano. O robô também foi capaz de navegar por um modelo do interior de um motor a jato.

A equipe de pesquisa publicou seus resultados em Avanços da Ciência.

“Nosso trabalho representa um passo em direção a robôs de videira pequenos, dirigíveis e macios para aplicações em ambientes delicados e restritos”, disse Tania K. Morimoto, professora associada do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade da Califórnia em San Diego, e autora correspondente do artigo.

Atualmente, existem robôs de videira dirigíveis em escalas maiores, da ordem de centímetros a metros. Esses robôs tendem a ser dirigidos por atuadores pneumáticos, motores ou tendões. Mas estes métodos de orientação são difíceis de implementar ou não funcionam bem em escalas menores.

Os pesquisadores superaram essas limitações de tamanho integrando uma série de atuadores feitos de elastômero de cristal líquido em locais específicos em uma pele robótica macia. Esses atuadores são muito finos, mas ainda assim muito fortes, o que os torna adequados para dirigir robôs em pequena escala. O robô pode ser controlado por temperatura, pressão ou ambos.

Este último é melhor, descobriu a equipe de pesquisa. “Eles incorporaram aquecedores pequenos e flexíveis sob os atuadores para controlar a temperatura do atuador e construíram um sistema para ajustar com precisão a pressão dentro do robô para direção.”

Os pesquisadores testaram a pele em um robô de videira flexível de 3 a 7 milímetros – cerca de 0,2 polegadas – de diâmetro e 25 centímetros – cerca de 10 polegadas – de comprimento. Esses robôs crescem da ponta virando a pele do avesso.

O estudo mostrou que o robô poderia fazer várias voltas de mais de 100 graus ao longo do comprimento do corpo quando os atuadores fossem ativados. O robô também conseguia passar por espaços estreitos, incluindo alguns com metade do seu diâmetro. Por exemplo, os pesquisadores enfiaram com sucesso um robô de videira macio através de um modelo de aorta humana e uma artéria de conexão. Eles também equiparam o robô com uma câmera para inspecionar vários alvos dentro de um modelo complicado de motor a jato.

“A pele macia desenvolvida neste trabalho poderia ser adaptada para outros sistemas robóticos macios, como dispositivos hápticos vestíveis, garras macias e robôs macios para locomotivas”, disse Sukjun Kim, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Morimoto.

Os próximos passos também incluem permitir que o robô seja controlado remotamente ou autônomo, e torná-lo ainda menor.