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Os engenheiros de Harvard utilizaram uma impressora 3D para desenvolver o primeiro robô macio autônomo e sem amarras do mundo.
Usando uma impressora 3D, os engenheiros de Harvard demonstraram o primeiro robô autônomo, sem amarras e totalmente macio. O pequeno robô – apelidado de “octobot” – poderia abrir caminho para uma nova geração dessas máquinas.
A robótica suave pode ajudar a revolucionar a forma como os humanos interagem com as máquinas. Mas os pesquisadores têm lutado para construir robôs totalmente compatíveis. Os sistemas de energia elétrica e de controle – como baterias e placas de circuito – são rígidos e, até agora, os robôs de corpo mole eram amarrados a um sistema externo ou equipados com componentes rígidos.
Robert Wood, professor de engenharia e ciências aplicadas de Charles River, e Jennifer A. Lewis, professora Hansjorg Wyss de engenharia de inspiração biológica na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS), lideraram a pesquisa. Lewis e Wood também são membros do corpo docente do Wyss Institute for Biologicamente Inspired Engineering da Universidade de Harvard.
“Uma visão de longa data para o campo da robótica leve tem sido criar robôs que sejam totalmente macios, mas a luta sempre foi substituir componentes rígidos como baterias e controles eletrônicos por sistemas macios análogos e depois juntar tudo”, disse Wood. “Esta pesquisa demonstra que podemos fabricar facilmente os principais componentes de um robô simples e totalmente macio, que estabelece as bases para projetos mais complexos.”
A pesquisa é descrito na revista Nature.
“Por meio de nossa abordagem de montagem híbrida, conseguimos imprimir em 3D cada um dos componentes funcionais necessários no corpo macio do robô, incluindo armazenamento de combustível, potência e atuação, de maneira rápida”, disse Lewis. “O octobot é uma concretização simples projetada para demonstrar nosso design integrado e estratégia de fabricação aditiva para incorporar funcionalidade autônoma.”
Os polvos são há muito tempo uma fonte de inspiração na robótica suave. Essas criaturas curiosas podem realizar feitos incríveis de força e destreza sem nenhum esqueleto interno.
O octobot de Harvard é pneumático e, portanto, movido a gás sob pressão. Uma reação dentro do bot transforma uma pequena quantidade de combustível líquido (peróxido de hidrogênio) em uma grande quantidade de gás, que flui para os braços do octobot e os infla como balões.
“As fontes de combustível para robôs leves sempre dependeram de algum tipo de componente rígido”, disse Michael Wehner, pós-doutorado no laboratório Wood e coautor do artigo. “A coisa maravilhosa sobre o peróxido de hidrogênio é que uma simples reação entre o produto químico e um catalisador – neste caso a platina – nos permite substituir fontes de energia rígidas.”
Para controlar a reação, a equipe usou um circuito lógico microfluídico baseado no trabalho pioneiro do coautor e químico George Whitesides, do professor da Universidade Woodford L. e Ann A. Flowers e de um membro principal do corpo docente da Wyss. O circuito, um análogo suave de um oscilador eletrônico simples, controla quando o peróxido de hidrogênio se decompõe em gás no octobot.
“Todo o sistema é simples de fabricar. Ao combinar três métodos de fabricação – litografia suave, moldagem e impressão 3D – podemos fabricar rapidamente esses dispositivos”, disse Ryan Truby, estudante de graduação no laboratório de Lewis e coautor do artigo.
A simplicidade do processo de montagem abre caminho para projetos de maior complexidade. Em seguida, a equipe de Harvard espera projetar um octobot que possa rastejar, nadar e interagir com o ambiente.
“Esta pesquisa é uma prova de conceito”, disse Truby. “Esperamos que nossa abordagem para a criação de robôs leves autônomos inspire roboticistas, cientistas de materiais e pesquisadores focados na fabricação avançada.”
O artigo foi coautor de Daniel Fitzgerald do Wyss Institute e Bobak Mosadegh da Cornell University. A pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation através do Centro de Ciência e Engenharia de Pesquisa de Materiais de Harvard e pelo Instituto Wyss.
Referência: “Uma estratégia integrada de design e fabricação para robôs autônomos e totalmente flexíveis”, por Michael Wehner, Ryan L. Truby, Daniel J. Fitzgerald, Bobak Mosadegh, George M. Whitesides, Jennifer A. Lewis e Robert J. Wood, 25 de agosto 2016, Natureza.
DOI: 10.1038/nature19100