O robô semelhante a uma folha de inspiração muscular navega nos espaços mais apertados

Uma equipe de pesquisa pós -ensino desenvolveu um atuador robótico fino e flexível, inspirado em proteínas musculares humanas. Tão fino quanto o papel, mas capaz de gerar forças fortes, esse robô pode manobrar através de espaços apertados e manipular objetos, tornando -o adequado para uma ampla gama de aplicações – de robôs cirúrgicos a equipamentos industriais. O estudo foi publicado em Comunicações da natureza.

A maioria dos robôs convencionais é construída com componentes de metal rígidos, dando -lhes força, mas limitando sua capacidade de realizar movimentos delicados ou operar em ambientes confinados.

No campo médico, há uma necessidade crescente de robôs que podem ajudar nas cirurgias dentro do corpo humano. Em ambientes industriais, são necessários robôs flexíveis para tarefas, como inspecionar máquinas complexas ou limpar pipelines estreitos. No entanto, faltam tecnologias que combinam flexibilidade e força – até agora.

A equipe, incluindo o Dr. Hyung Gon Shin, da Future Robotics Division da Samsung Electronics (anteriormente pesquisadora de doutorado da Postech), e os professores Keehoon Kim e Wan Kyun Chung, do Departamento de Engenharia Mecânica da Postch (Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang), voltou -se para os movimentos dos músculos humanos para inspiração.

Eles imitavam a função da miosina, uma proteína nos músculos que gera grandes movimentos através de repetidas pequenas contrações. Usando esse conceito, eles desenvolveram um atuador pneumático fino em forma de folha.

À primeira vista, o atuador parece ser uma folha simples, mas dentro de ele contém dezenas de pequenas câmaras de ar e vias de ar de várias camadas e multicanal.

Quando o ar é injetado sequencialmente na folha, as protrusões da superfície se movem em várias direções, acumulando gradualmente pequenas forças para produzir movimentos maiores. Mesmo quando dobrado, o atuador pode rastejar como uma lagarta usando apenas suas saliências. A superfície pode se mover em seis direções – para baixo, para baixo, esquerda, direita e rotação – e permite controle flexível sobre velocidade e distância.

A equipe de pesquisa validou o desempenho de sua tecnologia através de uma série de experimentos. Nos testes de manipulação de objetos, o robô se moveu com uma precisão delicada semelhante aos dedos humanos e também concluiu com êxito tarefas que envolvem objetos em movimento debaixo d’água.

Notavelmente, ele pode lidar com tarefas como limpar pipelines estreitos, difíceis para os robôs convencionais. Além disso, a equipe desenvolveu um modelo matemático para prever os movimentos do robô, estabelecendo as bases para diversos projetos e aplicações futuras.

Espera -se que esta pesquisa traga mudanças inovadoras para a vida cotidiana e a indústria. Em ambientes médicos, os robôs podem ajudar nas cirurgias de precisão navegando por pequenas aberturas.

Em ambientes industriais, eles podem executar várias tarefas, como inspeções em espaços confinados. Além disso, quando aplicados à limpeza doméstica e aos robôs de cuidados, espera -se que eles interajam com as pessoas de uma maneira mais delicada e responsiva.

O professor Keehoon Kim explicou o significado desta pesquisa como “integrar com sucesso uma complexa rede pneumática tridimensional dentro de uma estrutura fina e flexível, permitindo movimentos multidirecionais através de uma abordagem bio-inspirada”.

Ele acrescentou: “Esperamos que essa tecnologia seja aplicada em vários campos, incluindo robôs cirúrgicos, robôs colaborativos em ambientes industriais e ambientes de exploração”.