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Robô transforma forma usando material inspirado em origami

Robô construído usando material de transformação de forma. (Crédito: Virginia Tech Mechanical Engineering / YouTube)

• Uma nova malha metálica pode ser usada para construir robôs macios altamente flexíveis.
• O material pode ser extremamente contorcido e depois derretido de volta à sua forma original repetidamente.
• O design do robô macio é baseado na arte japonesa do kirigami, uma variação do origami em que o papel é cortado e dobrado

Embora robôs como o Spot da Boston Dynamics ou os braços manipuladores que montam automóveis possam realizar alguns feitos impressionantes, eles ainda são bastante limitados por sua forma fixa. Certos aplicativos podem exigir um robô um pouco mais flexível. Um artigo recentemente publicado em Robótica científica descreve um novo tipo de robô que visa atender a essas necessidades.

Usando um material de transformação de forma, os pesquisadores projetaram um robô que pode ser transformado de uma forma plana em uma variedade de formas complexas. Embora os robôs construídos para o estudo sirvam mais como uma prova de conceito do que um produto pronto para a indústria, o design marca um avanço no campo da robótica suave, demonstrando um material macio o suficiente para mudar de forma, mas robusto o suficiente para suportar diferentes funções .

Um poderoso material de metamorfose

O material consiste em tubos de metal embutidos em folhas de borracha. Essas folhas são estruturadas em padrões baseados na arte japonesa do kirigami, uma variação do origami em que o papel é cortado e dobrado. (Nos últimos anos, os benefícios estruturais e a maleabilidade oferecidos pelos projetos baseados em kirigami inspiraram numerosos equipes de pesquisa de engenharia .)

Inicialmente uma folha de malha plana, o material pode ser transformado em formas complexas conforme a situação exigir. Quando uma nova forma é necessária, a malha é dobrada em uma nova estrutura. Para trazê-lo de volta à sua forma original, pequenos aquecedores na malha derretem o metal – um tipo especial de metal chamado liga de baixo ponto de fusão – enquanto o tubo de borracha retorna à sua forma original. O metal então re-solidifica.

Esse processo pode ocorrer em menos de um décimo de segundo e pode ser repetido várias vezes sem falha. É importante ressaltar que, se algo quebrar, pode ser reparado aquecendo e remodelando o compósito. Juntos, o material tem o que seus criadores chamam de plasticidade reversível. Isso permite algumas coisas bastante notáveis, como o robô se transformando de um veículo terrestre em um pequeno drone voador e depois de volta, sem danos.

Os pesquisadores também usaram o material para criar uma embarcação que pode flutuar na superfície da água e depois submergir como um submarino; outras mudanças permitem que a embarcação colete itens com seu casco antes de retornar à forma.

Aplicações futuras

As aplicações do mundo real de um robô que muda de forma como esse ainda não foram vistas. Os pesquisadores sugerem que os materiais podem ser usados ​​para criar máquinas que podem se auto-reparar, interagir com humanos de novas maneiras ou até mesmo ser usadas. Um aspecto promissor dos projetos é que eles são fortes o suficiente, pelo menos nesta escala, para suportar forças de motores e sistemas de propulsão .

Ainda assim, este não é o primeiro robô macio a ser construído. Mas o material usado aqui é novo e representa uma abordagem diferente dos modelos existentes. Esses modelos, que são projetados para tarefas tão diversas quanto explorar o oceanos ou ajudando a melhorar mobilidade , também estão em estágios iniciais de desenvolvimento. Além de suas habilidades para mudar de forma ou suportar condições que os robôs mais tradicionais enfrentariam, os robôs feitos de materiais macios seriam mais seguros para as pessoas trabalharem em muitas situações e podem permitir a automação em situações em que atualmente é impraticável ou inseguro.

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