Pesquisadores Podem Controlar e Reconfigurar Robôs Macios Remotamente

 Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte e da Universidade Elon desenvolveram uma nova técnica para controlar e reconfigurar robôs macios remotamente. Eles conseguiram controlar os robôs, travá-los em uma posição e reconfigurá-los para que pudessem assumir diferentes formas. A equipe de pesquisadores conseguiu desenvolver isso com o uso de luz e campos magnéticos. 

Joe Tracy, um dos professores de ciência e engenharia de materiais da NC State e autor do artigo sobre a nova pesquisa, falou sobre os desenvolvimentos. 

“Estamos particularmente animados com a reconfigurabilidade”, disse ele. “Ao engenharmos as propriedades do material, podemos controlar o movimento do robô macio remotamente; podemos fazê-lo manter uma forma dada; podemos então retornar o robô à sua forma original ou modificar ainda mais seu movimento; e podemos fazer isso repetidamente. Todas essas coisas são valiosas, em termos de utilidade dessa tecnologia em aplicações biomédicas ou aeroespaciais.” 

Os robôs macios usados pelos pesquisadores foram criados a partir de polímero incorporado com partículas magnéticas de ferro. Normalmente, esse tipo de material não é flexível e permanece na sua forma. O que é diferente sobre o material usado pelos pesquisadores é que, quando eles o aqueceram usando luz de um diodo emissor de luz (LED), o polímero se tornou maleável. 

Os pesquisadores então usaram um campo magnético para alterar e controlar remotamente a forma dos robôs macios. Uma vez que o robô estava na forma desejada, eles removeram a luz do LED. Uma vez que a luz foi removida, o robô se tornou rígido novamente. Desta vez, ele estava na nova forma. A luz do LED foi então reaplicada, e eles removeram o campo magnético. Nesse ponto, os robôs macios puderam retornar à sua forma original. Se eles não quisessem que o robô retornasse à sua forma original, eles podiam aplicar a luz novamente e usar o campo magnético para criar ainda mais formas. 

Esses robôs macios maleáveis têm o potencial de serem usados para muitas coisas diferentes. Os pesquisadores conseguiram usá-los para levantar e transportar objetos e também os usaram como cantilever. 

Jessica Liu, a primeira autora do artigo, falou sobre a nova técnica. 

“Não estamos limitados a configurações binárias, como um manipulador sendo aberto ou fechado”, disse ela. “Podemos controlar a luz para garantir que um robô mantenha sua forma em qualquer ponto.”

Os pesquisadores também criaram um modelo computacional. Isso pode ser usado para criar um processo de design de robôs macios mais rápido e eficiente. Eles conseguem ajustar a forma do robô, a espessura do polímero, a quantidade de partículas de ferro no polímero e o tamanho e direção do campo magnético. Tudo isso pode ser feito antes de construírem o protótipo. 

“Os próximos passos incluem otimizar o polímero para diferentes aplicações”, disse Joe Tracy. “Por exemplo, engenharmos polímeros que respondam a diferentes temperaturas para atender às aplicações específicas.” 

O artigo dos pesquisadores foi publicado na revista Science Advances. Ele é intitulado “Reconfiguração de Compostos de Polímero Controlada Fototermicamente e Magneticamente para Robótica Macia.” 

Os coautores incluem Jonathan Gillen, ex-aluno de graduação da NC State; Sumeet Mishra, ex-aluno de doutorado da NC State; e Benjamin Evans, professor associado de física da Universidade Elon.