Se quisermos que nossos robôs se tornem mais realistas, ou se quisermos começar a utilizá-los para mais aplicações biológicas, eles precisarão se tornar mais flexíveis. Isso inclui robôs projetados para se movimentarem em fluidos, aumentar órgãos no corpo humano e próteses, por exemplo.
Cientistas que estudam robótica flexível estão tentando superar algumas das insuficiências de peças móveis de metal que nem sempre são úteis para entrarem em espaços apertados ou se movimentarem no corpo humano. Utilizar materiais flexíveis, por outro lado, tem seus problemas também – como por exemplo, como controlar robôs que não são rígidos, ou como fazê-los fortes o suficiente para levantar objetos.
Uma equipe de cientistas da Universidade Estadual da Carolina do Norte está trabalhando em novas maneiras de controlar remotamente robôs com partes flexíveis ao incorporar partículas microscópicas de ferro em folhas de polímero. Eles testaram alguns protótipos e surgiram com um novo padrão de medição de eficiência de performance desses robôs.
Antes, os pesquisadores tentaram construir robôs flexíveis controlados remotamente com a utilização de nanopartículas magnéticas feitas em laboratório, mas depois alteraram para soluções disponíveis no mercado. Com a ajuda de estudantes universitários, “o que nos permitiu fabricar os dispositivos muito mais rapidamente”, segundo Joe Tracy, autor do novo artigo publicado nesta semana no periódico ACS Applied Materials & Interfaces.
Para fabricar essas partes magneticamente controláveis dos robôs, os pesquisadores começaram com um polímero líquido, enchendo-os com micropartículas de quatro micrômetros de ferro (a largura de um cabelo humano tem entre 30 a 100 micrômetros, para efeito de comparação). Eles permitiram que o material esfriasse em filmes e depois os cortaram em tiras. Ativar um campo magnético permite que as partículas se organizem em cadeias, que alteram o formato do material, permitindo funções complexas. A equipe criou acordeões que dobravam, tubos que comprimiam e vigas que suportavam 50 vezes o próprio peso – tudo isso ligando um campo magnético.
Micropartículas de ferro antes do campo magnético (Imagem: Schmuach et al)
Micropartículas de ferro depois do campo magnético (Imagem: Schmuach et al)
Tracy estava animado especialmente com a nova métrica que eles criaram para mensurar o quão forte seus materiais são – “torque específico”. Essa medida calcula o torque, ou a força rotacional, por unidade de massa de micropartículas, por unidade de campo magnético. Ao comparar o torque específico entre partes robóticas de diferentes formatos, os pesquisadores podem determinam o quão forte cada uma é, e como elas se saem comparadas com outros modelos.
“Agora que temos esse coeficiente de mérito, queremos trabalhar para maximizá-lo. Temos algo bom, mas podemos deixá-lo melhor e medir o quão bom é”, disse Tracy.
Neste momento, eles basicamente possuem fortes tiras plásticas magnéticas, então se você tem alguma ideia funcional para esse tipo de peça, Tracy é todo ouvidos. “Precisamos de mais ideias do que podemos fazer com isso”, disse ele.
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Micropartículas de ferro antes do campo magnético (Imagem: Schmuach et al)
Micropartículas de ferro depois do campo magnético (Imagem: Schmuach et al)
