Músculos Artificiais que Imitam a Anatomia Humana

Pesquisadores da Northwestern University criaram um dispositivo suave e flexível que permite aos robôs imitar o movimento muscular humano. Essa nova tecnologia, chamada de atuador suave, representa um avanço significativo no campo da robótica.

Em seu estudo recentemente publicado, a equipe de pesquisa explica como os atuadores robóticos convencionais costumam ser rígidos e caros. Essas características podem limitar a segurança deles, especialmente em ambientes onde humanos e robôs interagem. O recém-desenvolvido atuador suave, por outro lado, é impresso em 3D a partir de uma borracha comum, tornando-o barato (aproximadamente $3).

Ryan Truby, o pesquisador principal, afirmou “Se um robô macio colidisse com uma pessoa, o impacto seria significativamente menos doloroso em comparação a um robô rígido e duro. Nosso atuador torna os robôs mais adequados para ambientes focados na interação humana. Além disso, seu baixo custo permite aplicações mais amplas que anteriormente eram muito caras para serem consideradas.”

O design do novo atuador se inspira nos músculos humanos, que contraem e endurecem simultaneamente para facilitar o movimento e exercer força.

Truby acrescentou, “Quando você torce a tampa de um pote, seus músculos se tensionam e endurecem para aplicar a força necessária. Esse aspecto da função muscular tem sido negligenciado na robótica suave. A maioria dos atuadores suaves se tornam mais maleáveis quando em uso, mas nosso design realmente se endurece durante a operação.”

O novo atuador consegue isso utilizando “auxéticos de cisalhamento manual” (HSAs) impressos em 3D feitos de borracha. Esses HSAs se expandem e se estendem quando torcidos, fornecendo ao atuador a capacidade de transmitir força efetivamente. Essa característica estava ausente em robôs macios anteriores.

Para demonstrar as capacidades do atuador, os pesquisadores criaram um robô rastejante semelhante a um verme e um bíceps artificial. O robô rastejante, medindo apenas 26 centímetros, navegou habilmente por espaços confinados, enquanto o bíceps artificial levantou com sucesso um peso de 500 gramas 5.000 vezes consecutivas.

Os pesquisadores estão otimistas sobre melhorias futuras. Embora o protótipo atual demonstre a viabilidade do conceito, pesquisas futuras se concentrarão na melhoria do desempenho do atuador. Os pesquisadores visam aprimorar sua velocidade e força para ampliar sua gama de possíveis aplicações.