Robôs Inspirados em Insetos Monitoram Ambientes Complexos

Pesquisadores da Universidade de Pittsburgh projetaram robôs minúsculos inspirados em insetos que podem ser usados em ambientes complexos e apertados de difícil acesso para humanos.

A nova pesquisa intitulada “Atuação Impulsiva Direcionada Molecularmente, Geometricamente-Travada, Powers Motilidade em Escala Sub-Grama” foi publicada na revista Advanced Materials Technologies.

Avaliação de Imagem e Ambiental

Junfeng Gao é um estudante de doutorado em engenharia industrial na Escola de Engenharia Swanson. Ele liderou o trabalho nos robôs recém-desenvolvidos.

“Esses robôs podem ser usados para acessar áreas confinadas para imagem ou avaliação ambiental, coletar amostras de água ou realizar avaliações estruturais”, disse Gao. “Em qualquer lugar onde você queira acessar lugares confinados — onde um inseto pode ir, mas uma pessoa não pode — essas máquinas podem ser úteis.”

Isso é mais um exemplo de pesquisadores procurando inspiração na natureza para construir micro-robôs de hoje. Criaturas minúsculas como camarões-mantis e pulgas podem se mover sobre superfícies de forma mais eficiente em termos de energia do que rastejando, confiando em movimentos impulsivos. Esses movimentos foram replicados nos novos robôs feitos de músculo artificial polimérico.

Ravi Shankar é professor de engenharia industrial em Pitt. Ele controla o laboratório que liderou a nova pesquisa.

“É como carregar uma flecha em um arco e dispará-la — os robôs se prendem para construir energia e, em seguida, liberam-na em uma explosão impulsiva para saltar para a frente”, disse Shankar. “Normalmente, a atuação nos músculos artificiais com os quais trabalhamos é bastante lenta. Fomos atraídos pela pergunta: ‘Como podemos pegar esse músculo artificial e usá-lo para gerar uma atuação de salto em vez de atuação lenta?’”

Virando-se para a Ordem Molecular e Geometria

Para responder a essa pergunta, a equipe olhou para a ordem molecular e geometria.

Mohsen Tabrizi é um estudante de doutorado em engenharia industrial na Escola de Engenharia Swanson e coautor da pesquisa.

“A forma composta curva do músculo de polímero permite que ele construa energia quando é alimentado. A forma como as moléculas estão alinhadas no músculo busca inspiração no mundo natural, onde sua atuação combinada constrói energia na estrutura”, disse Tabrizi. “Isso é realizado com não mais de alguns volts de eletricidade.”

Ao projetar os robôs do tamanho de um grilo para serem versáteis e leves, eles podem se mover ao longo de superfícies móveis como areia. Eles podem realizar esses movimentos com a mesma facilidade com que o fazem sobre superfícies duras. Mais impressionantemente, os robôs podem pular sobre a água.

A pesquisa também incluiu o coautor Arul Clement.