Músculos artificiais para robôs

19/11/2021 00:00


Os sistemas robóticos mesclados com tecidos musculares podem produzir agilidade e versatilidade que atualmente são impossíveis em robôs feitos de metal e plástico. Por isso, pesquisadores de diversos países estão buscando encontrar uma forma de criar músculos artificiais para robôs que sejam funcionais.

Em estudos que combinam robótica e nanotecnologia, um dos principais objetivos dos cientistas é encontrar soluções para alavancar a ação de minúsculos motores, inspirados em sistemas biológicos, para realizar tarefas maiores de maneira controlada.

Como, por exemplo, os pesquisadores do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão, que  conseguiram criar músculos artificiais feitos com proteínas motoras. Assim como os músculos naturais, eles são capazes de realizar movimentos complexos, que envolvem força, relaxamento e contração.

Durante os experimentos, os pesquisadores demonstraram a elasticidade e a força dos músculos artificiais utilizando pinças microscópicas para manusear amostras biológicas. Eles também conseguiram juntar componentes separados com as fibras sintéticas e movimentar braços robóticos com maior precisão. Os cientistas acreditam ainda que é possível utilizar impressoras 3D para fabricar microrrobôs com músculos artificiais embutidos em grande escala.

Outra iniciativa no ramo é o polímero com memória de forma, que funciona ao ser aquecido. O polímero é capaz de erguer objetos com até 5 mil vezes seu peso, o que pode ser de grande valia para a robótica no futuro: em teoria, 20 gramas do polímero poderiam levantar 100kg, resultado do trabalho de cientistas da 

Universidade de Stanford, na Califórnia, Estados Unidos, publicado em 8 de setembro deste ano na revista científica ACS Central Science.

O que torna o trabalho tão interessante é que, diferentemente dos polímeros com memória de forma tradicionais, que não armazenam quantidades significativas de energia enquanto são alongados, o polímero inteligente desenvolvido pelo cientista Zhenan Bao e seus colegas é capaz de armazenar e liberar grandes quantidades de energia.

Segundo o estudo, o polímero pode ser esticado até cinco vezes seu comprimento inicial e armazenar até 17,9 joules de energia por grama em sua forma estendida – impressionantes seis vezes mais do que a maioria dos melhores polímeros com memória de forma conhecidos até hoje. Ele ainda tem a capacidade de quase 100% de recuperar a forma original.

O polímero pode ser usado para levantar peso ou para ajudar alguém que talvez esteja tendo dificuldade para andar. A ideia é encontrar um mecanismo molecular que possa alongar e encolher automaticamente a estrutura, sem depender do aquecimento para que ela se movimente.

Outra vantagem dos músculos sintéticos é que eles não precisam se exercitar para ficarem mais fortes.

Bastam estímulos elétricos e luminosos para que eles funcionem como se estivessem passado horas  malhando em uma academia de ginástica. Além do uso potencial em robótica, os estudos trazem esperança para pessoas com dificuldade de locomoção.

FONTE: VDI NEWS

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