Vídeo mostrando a atuação do robô
Pesquisadores do IIT-Istituto Italiano di Tecnologia obtiveram o primeiro robô leve imitando tendões de plantas: ele é capaz de enrolar e escalar, usando os mesmos princípios físicos que determinam o transporte de água nas plantas. A equipe de pesquisa é liderada por Barbara Mazzolai e os resultados foram publicados na Nature Communications . No futuro, esse robô leve semelhante a um tendão pode inspirar o desenvolvimento de dispositivos vestíveis, como braços, capazes de transformar ativamente sua forma.
Os pesquisadores se inspiraram nas plantas e em seus movimentos. De fato, sendo incapazes de escapar (ao contrário dos animais), as plantas associaram seu movimento ao crescimento e, ao fazê-lo, adaptam continuamente sua morfologia ao ambiente externo. Mesmo os órgãos da planta expostos ao ar são capazes de realizar movimentos complexos como, por exemplo, o fechamento das folhas em plantas carnívoras ou o crescimento de tendões em plantas trepadeiras, que são capazes de enrolar em torno de suportes externos (e desenroscar, se os suportes não são adequados) para favorecer o crescimento da própria planta.
Os pesquisadores estudaram os mecanismos naturais pelos quais as plantas exploram o transporte de água dentro de suas células, tecidos e órgãos para se moverem, e então o replicam em um tentáculo artificial. O princípio hidráulico é chamado de "osmose" e é baseado na presença de pequenas partículas no citosol, o fluido intracelular da planta.
Partindo de um modelo matemático simples, os pesquisadores primeiro entenderam o quão grande um robô leve dirigido pelo princípio hidráulico mencionado deveria ser, a fim de evitar movimentos muito lentos. Então, dando ao robô a forma de um pequeno tentáculo, eles conseguiram a capacidade de executar movimentos reversíveis, como as plantas reais fazem.
O robô leve é feito de um tubo PET flexível, contendo um líquido com partículas eletricamente carregadas (íons). Ao usar uma bateria de 1,3 volts, essas partículas são atraídas e imobilizadas na superfície de eletrodos flexíveis no fundo do tendão; seu movimento provoca o movimento do líquido, que move o robô. Para voltar, basta desconectar os fios elétricos da bateria e juntá-los.
A possibilidade de explorar osmose para ativar movimentos reversíveis foi demonstrada pela primeira vez. O fato de ter conseguido usar uma bateria comum e tecidos flexíveis, além disso, sugere a possibilidade de criar robôs flexíveis facilmente adaptáveis ao ambiente circundante, com potencial para interações aprimoradas e seguras com objetos ou seres vivos.
As possíveis aplicações vão desde tecnologias vestíveis até o desenvolvimento de braços robóticos flexíveis para exploração. O desafio de imitar a capacidade das plantas de se mover em ambientes mutáveis e não estruturados está apenas começando.
Neste contexto, Mazzolai e sua equipe de pesquisa estão envolvidos como coordenadores em um novo projeto, chamado "GrowBot", que é financiado pela Comissão Europeia no âmbito do programa FET Proactive, e prevê o desenvolvimento de um robô que é capaz de gerenciar crescimento e adaptação ao ambiente circundante com a capacidade de reconhecer as superfícies a que se liga ou os suportes aos quais se ancora. Assim como as plantas trepadeiras reais fazem.
Artigo:
Indrek Must, Edoardo Sinibaldi, Barbara Mazzolai. A variable-stiffness tendril-like soft robot based on reversible osmotic actuation. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-08173-y
Fonte:
www.sciecedaily.com
Nenhum comentário:
Postar um comentário