Suave e forte, impotente o tempo todo

Os robôs empregam uma grande variedade de tipos de garras para interagir com objetos em seu ambiente com precisão e versatilidade. Entre os muitos tipos disponíveis, as pinças mecânicas são as mais comuns e amplamente utilizadas. Com suas mandíbulas ou dedos, eles agarram objetos de forma eficaz, permitindo operações simples de pegar e colocar ou tarefas complexas de manipulação. As garras a vácuo, por outro lado, dependem da sucção para manusear com segurança objetos lisos e de superfície plana, como vidro ou componentes eletrônicos, ao mesmo tempo que minimizam o contato físico para evitar danos. As garras magnéticas utilizam forças eletromagnéticas para segurar firmemente objetos ferromagnéticos, sendo particularmente úteis em ambientes desafiadores ou perigosos.

E a lista é infinita, com uma solução personalizada disponível para praticamente qualquer caso de uso. Mas quando se trata de robótica suave em particular, a seleção de garras pode ser um pouco limitada. Fabricar dispositivos que sejam macios, mas resistentes, já é bastante desafiador. Mas adicionar também sistemas de atuação e detecção sem introduzir quaisquer componentes rígidos é ainda mais difícil. E se a aplicação exigir que a pinça não use nenhum componente eletrônico, bem, então boa sorte para encontrar algo que seja adequado.

No entanto, foi exatamente isso que uma equipe de roboticistas da Universidade da Califórnia em San Diego e da empresa BASF conseguiram recentemente. Eles desenvolveram uma pinça robótica macia impressa em 3D que pode pegar, segurar e soltar objetos. Também é equipado com sensores de gravidade e toque. E absolutamente nenhum sistema eletrônico é necessário para operá-lo.

Uma abordagem especializada de impressão 3D de fabricação de filamentos fundidos foi desenvolvida para permitir esse avanço tecnológico. Em geral, as limitações deste método de impressão resultam em objetos que apresentam um alto grau de rigidez e também tendem a apresentar vazamentos, o que os impede de serem utilizados em muitas aplicações. Mas a abordagem da equipe envolveu traçar um caminho contínuo durante a criação de cada camada. Isso evitou a introdução de quaisquer defeitos na impressão. Também permitiu a criação de estruturas mais finas e detalhadas, o que significa que essas impressões podem ser uma ordem de grandeza mais suaves do que as impressões normais.

A impressão sem defeitos permitiu a integração de canais e válvulas pneumáticas que controlam um fluxo de ar de alta pressão que aciona o acionamento. Quando o sensor de toque é ativado por um objeto dentro das mandíbulas da pinça, o ar comprimido é permitido entrar nos canais internos para agarrar o objeto com segurança. Girar a mão da maneira correta aciona o sensor de gravidade, que por sua vez libera a pressão do ar e faz com que as mandíbulas se abram.

Os procedimentos de fabricação também podem ser utilizados na produção de outros tipos de estruturas e garras para robôs flexíveis. Os pesquisadores prevêem que tais dispositivos serão utilizados em tarefas industriais, de pesquisa e de exploração no futuro. A suavidade do sistema também pode ser utilizada em aplicações especializadas onde é necessário um manuseio delicado, como é o caso da produção de alimentos e do manuseio de frutas e vegetais, por exemplo. E como os procedimentos de fabricação podem ser realizados em configurações de impressão 3D de mesa, essa tecnologia pode ser amplamente utilizada para inúmeras aplicações.