Esta pinça robótica é incrivelmente suave e impressionantemente forte

O design da pinça encontra um equilíbrio entre “força, precisão e suavidade”.

Por André Paulo | Publicado em 15 de agosto de 2023, às 14h00 EDT

A arte japonesa de cortar e dobrar papel, conhecida como kirigami, forneceu uma riqueza de inspiração para designs robóticos engenhosos, mas o exemplo mais recente pode ser o mais versátil e impressionante até agora. Conforme detalhado pela primeira vez no início deste mês na Nature Communications, uma equipe da Universidade Estadual da Carolina do Norte desenvolveu recentemente uma nova garra robótica macia, sensível o suficiente para lidar com gotas de água e virar páginas de livros, mas forte o suficiente para atingir uma relação carga útil/peso de 16.000. Com refinamentos adicionais, os engenheiros acreditam que a pinça poderá entrar em uma ampla gama de indústrias – bem como em próteses humanas.

“É difícil desenvolver uma pinça única e macia que seja capaz de lidar com objetos ultramacios, ultrafinos e pesados, devido às compensações entre força, precisão e suavidade”, autor do estudo Jie Yin, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial da NC State , disse em um comunicado. “Nosso design alcança um excelente equilíbrio dessas características.”

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Embora as pinças macias anteriores tenham sido desenvolvidas usando elementos de kirigami, as estruturas semelhantes a gavinhas dos pesquisadores distribuem sua força de forma a serem delicadas e precisas o suficiente para ajudar a fechar certos zíperes e pegar moedas. Como a New Scientist também observou recentemente, a forma e o ângulo permitem que as garras de 0,4 gramas segurem objetos tão pesados ​​quanto 6,4 kg – uma relação carga útil/peso 2,5 vezes maior do que o recorde anterior da indústria.

Como as habilidades das garras derivam de seu design e não dos materiais em si, a equipe também demonstrou potencial adicional ao construir iterações a partir de folhas de plantas. O potencial das pinças biodegradáveis ​​pode ser extremamente útil em situações em que são necessárias apenas temporariamente, como no tratamento de resíduos médicos perigosos, como agulhas.

Se tudo isso não bastasse, a equipe da NC State deu um passo além ao experimentar anexar suas pinças a uma mão protética mioelétrica controlada pela atividade muscular no antebraço do usuário. “A nova pinça não pode substituir todas as funções das mãos protéticas existentes, mas pode ser usada para complementar essas outras funções”, disse Helen Huang, co-autora do artigo e Distinguished Professor da Família Jackson da NC State no Departamento Conjunto de Biomedicina. Engenharia. “E uma das vantagens das pinças kirigami é que você não precisaria substituir ou aumentar os motores existentes usados ​​em próteses robóticas. Você poderia simplesmente usar o motor existente ao utilizar as garras.”

Yin, Huang e seus colegas esperam eventualmente colaborar com fabricantes de próteses robóticas, empresas de processamento de alimentos, bem como empresas eletrônicas e farmacêuticas para desenvolver usos adicionais para suas pinças macias.

Andrew Paul é o redator da Popular Science que cobre notícias de tecnologia. Anteriormente, ele foi um colaborador regular do The AV Club and Input, e teve trabalhos recentes também apresentados pela Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC, bem como pela Internet Tendency de McSweeney. Ele mora fora de Indianápolis.