Lidando com assuntos delicados

O surgimento da robótica suave representa um grande avanço no campo da robótica, particularmente quando se trata de manusear e manipular objetos delicados que seriam vulneráveis ​​a danos causados ​​por robôs rígidos tradicionais. Os soft robots são construídos com materiais flexíveis e estruturas compatíveis, permitindo-lhes interagir com objetos de uma forma mais suave e adaptável. Esta característica é particularmente vantajosa em indústrias como manipulação de alimentos, aplicações médicas e processos delicados de montagem, onde a integridade dos objetos é de grande importância.

No entanto, há uma desvantagem em aproveitar a robótica suave para a manipulação delicada de objetos. Embora a gentileza dos robôs flexíveis seja a sua força, ela também se torna a sua limitação em termos de potência e precisão. Os robôs tradicionais e rígidos são normalmente capazes de exercer mais força e alcançar maior precisão em seus movimentos. Esta falta de resistência e precisão em robôs leves pode limitar suas aplicações em tarefas que exigem força significativa, como levantamento de peso ou montagem industrial com tolerâncias restritas.

Para resolver este problema, investigadores e engenheiros estão continuamente a explorar soluções inovadoras. Algumas abordagens envolvem sistemas híbridos que combinam os benefícios da robótica flexível e rígida, criando robôs com rigidez variável que podem adaptar suas capacidades à tarefa específica em questão. Além disso, avanços em algoritmos de controle e materiais estão sendo buscados para aumentar a resistência e a precisão dos robôs leves, mantendo suas delicadas características de manuseio.

Mas os sistemas existentes ainda não resolveram completamente o problema da construção de garras robóticas macias que possam operar com precisão e manusear objetos pesados. No entanto, o trabalho promissor relatado recentemente por uma equipe da Universidade Estadual da Carolina do Norte pode ajudar a avançar significativamente a bola. Eles desenvolveram um dispositivo robótico de preensão que é suave o suficiente para pegar até mesmo uma gota de água, mas também pode pegar itens que pesem mais de 14 libras. E quanto à precisão, a pinça pode facilmente controlar microfibras que são 40 vezes mais finas do que um fio de cabelo humano típico.

A ideia da pinça dos pesquisadores vem do kirigami, que está relacionado ao origami, a arte japonesa de dobrar papel, na qual o papel é dobrado e cortado para formar formas tridimensionais. As pinças foram cortadas a laser a partir de folhas de tereftalato de polietileno em um design que maximiza a resistência. Este projeto resultou de uma longa série de experimentos anteriores conduzidos por esta equipe usando técnicas semelhantes. O acionamento das pinças, que permitem segurar objetos, foi inspirado nas curvas nasticas das gavinhas.

A resistência e suavidade da pinça resultam de um design exclusivo que distribui a força por todo o dispositivo enquanto ele está em operação. Isso dá à garra uma relação carga útil/peso recorde de cerca de 16.000 – 2,5 vezes maior que o recorde anterior. E dada a precisão e a simplicidade proporcionadas à pinça por sua estrutura, ela pode permitir muitos novos casos de uso que antes eram impraticáveis.

Numa demonstração particularmente interessante, a pinça foi integrada a uma prótese mioelétrica. Este trabalho inicial mostra a promessa deste dispositivo em um dia substituir a delicadeza e a força da mão humana. A equipe também vê aplicações para sua pinça no manuseio de alimentos ou materiais biomédicos, ou em tarefas atualmente difíceis de executar, como fechar zíperes ou pegar moedas.

Observou-se que a pinça é independente da escala e do material, de modo que o dispositivo pode ser facilmente ampliado para lidar com trabalhos muito grandes ou reduzido para lidar com trabalhos pequenos. Os pesquisadores estão atualmente investigando tipos alternativos de materiais para otimizar a durabilidade e a resistência.