Usando minúsculos motores de combustão para alimentar robôs minúsculos

Uma equipe de engenheiros mecânicos da Universidade Cornell, trabalhando com um colega do Instituto de Tecnologia Technion-Israel, projetou e construiu um pequeno robô movido por um motor de combustão. Em seu artigo publicado na revista Ciência, o grupo descreve como construíram seu pequeno motor e possíveis usos para ele. Ryan Truby, da Northwestern University, publicou um artigo em Perspectiva na mesma edição do jornal descrevendo o trabalho realizado pela equipe neste novo esforço.

Nas últimas décadas, os roboticistas projetaram e construíram robôs cada vez menores com o objetivo de encontrar um design que pudesse ser usado para uma variedade de propósitos exclusivos. Praticamente todos eles foram alimentados por baterias. Mas à medida que o tamanho desses robôs continua a diminuir, torna-se cada vez mais difícil alimentá-los usando tecnologia de bateria. Neste novo esforço, os investigadores recorreram a uma tecnologia antiga como solução – um motor de combustão interna.

Um motor de combustão interna explora o poder de uma explosão controlada usando-o para empurrar uma peça móvel, como um pistão no motor de um carro. Explosões repetidas criam uma força contínua que permite que um carro se mova na estrada. Neste novo esforço, a equipa de investigação encontrou uma forma de fabricar um pequeno motor de combustão utilizando vapor de metano e oxigénio em vez de gasolina, e utilizou-o para alimentar um pequeno robô.

Para construir seu motor, os pesquisadores começaram construindo uma pequena câmara de combustão junto com um agente de faísca para desencadear uma explosão. Quando isso acontece, o topo da câmara é empurrado ligeiramente para cima, como um pistão. Os testes mostraram que o pistão poderia exercer uma força de 9,5 newtons. A equipe também projetou uma bomba que funcionava em conjunto com o dispositivo de ignição para permitir que o pistão subisse e descesse aproximadamente 100 vezes por segundo.

Eles então construíram um segundo motor idêntico ao primeiro e conectaram ambos para servir de pés e pernas para um minúsculo robô em forma de sapo. Eles descobriram que o robô poderia saltar se os dois motores fossem acionados ao mesmo tempo, ou andar, se os motores fossem acionados de forma alternada.

A equipe de pesquisa observa que os motores são pequenos o suficiente para que quatro deles possam custar um centavo e pesam apenas 325 miligramas cada. Eles reconhecem que algumas peças ainda não foram miniaturizadas, como o sistema de combustível, o tanque de retenção e a fonte de energia do gerador de faíscas. Ainda assim, eles sugerem que seu design pode ser útil para fazer uma variedade de pequenos robôs.

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