Novos tecidos inteligentes dão aos robôs uma aderência delicada

Os robôs nem sempre são as máquinas mais delicadas ao manusear objetos frágeis. Eles não têm a leveza do toque dos humanos. Mas isso pode estar prestes a mudar graças a um novo desenvolvimento em materiais inteligentes.

Os pesquisadores desenvolveram um método para tecer fibras flexíveis que podem ser controladas por campos magnéticos. Isso não só pode ser usado por mãos robóticas para pegar objetos como frutas macias, batatas fritas e minhocas, mas também pode ser usado em uma série de outras aplicações. Isso inclui luvas que proporcionam um toque realista em realidade virtual e tecidos respiráveis.

Criando uma nova fibra inteligente

Em artigo publicado na revista Naturezaos pesquisadores detalham como criaram seu tecido inteligente, que pode dobrar, enrijecer ou alterar a textura da superfície conforme necessário. Primeiro, a equipe misturou partículas magnéticas minúsculas e macias (ferro carbonílico) em fibras extremamente finas e flexíveis de um polímero, LDPE (polietileno de baixa densidade).

Para superar o desafio de fazer uma fibra fina e repleta de materiais magnéticos, os pesquisadores usaram um processo chamado fiação por fusão. Essa técnica de alta velocidade permitiu criar fibras de apenas 57 micrômetros de diâmetro.

A próxima etapa envolveu torcer sete das fibras em um fio helicoidal. A importância desta forma é que ela pode responder a um campo magnético de qualquer direção. Isto é o que realmente o diferencia de outros materiais inteligentes.

Em vez de se limitar a simples reações “liga/desliga” (como aquecimento ou enrijecimento quando uma tensão é aplicada), o que é chamado de controle escalar, o formato helicoidal fornece ao material controle direcional. Isso significa que pode responder à força e direção do campo magnético, o que permite movimentos mais sofisticados.

“Nosso trabalho fornece insights sobre materiais fibrosos que respondem a estímulos, elevando-os de controle escalar a controle vetorial sofisticado, anunciando uma era de inovação têxtil inteligente”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.

Aplicações do mundo real

A equipe criou dois tipos de tecidos a partir do fio. Um tecido tecido que é melhor para dobrar e esticar, e um tecido com pêlo cortado que parece uma escova macia. A partir do tecido, eles fizeram uma espécie de remendo de tecido que abre e fecha automaticamente pequenas fendas de ventilação em resposta a um campo magnético que liga e desliga. Isso pode ser usado para controlar o suor e o calor instantaneamente.

Com o tecido cortado, eles construíram uma pinça robótica macia. Como as milhares de fibras magnéticas podem endurecer e moldar-se individualmente em torno dos objetos, a pinça permite que os robôs peguem objetos delicados com segurança e delicadeza.

Além disso, os pesquisadores criaram uma luva háptica de realidade virtual. Quando você pega um objeto virtual, um campo magnético remoto endurece as fibras ou as pressiona contra a pele para simular sensações táteis do mundo real.

O próximo passo da equipe é melhorar os materiais para uso comercial, garantindo que sejam duráveis ​​e seguros para roupas confortáveis ​​do dia a dia.

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