Robô Macio Detecta Dano e Se Cura Sozinho

Uma equipe de engenheiros da Universidade de Cornell desenvolveu um robô macio que pode detectar quando e onde foi danificado antes de se curar imediatamente.

A pesquisa, “Sensores ópticos autônomos de auto-cura para sistemas inteligentes de corpos moles danificados”, foi publicada em Science Advances.

Tornando Robôs Mais Duráveis e Ágeis

Rob Shepherd é professor associado de engenharia mecânica e aerospacial.

“Nosso laboratório está sempre tentando tornar robôs mais duráveis e ágeis, para que eles operem por mais tempo com mais capacidades”, disse ele. “Se você faz robôs operarem por um longo tempo, eles vão acumular danos. E então, como podemos permitir que eles reparem ou lidem com esse dano?”

O laboratório de Robótica Orgânica do professor foi responsável por desenvolver sensores de fibra óptica esticáveis para serem usados em robôs macios e componentes relacionados. Eles podem ser usados de muitas maneiras diferentes, incluindo tecnologias de pele e vestíveis.

De acordo com Shepherd, o primeiro passo para capacidades de auto-cura é permitir que o robô identifique que algo precisa ser consertado. Para alcançar isso, a equipe criou uma técnica inovadora envolvendo sensores de fibra óptica combinados com luzes LED que podem detectar mudanças mínimas na superfície do robô.

Os sensores são combinados com um elastômero de poliuretano-ureia que incorpora ligações de hidrogênio, o que permite uma cura rápida. Também há trocas de disulfeto que aumentam a resistência.

Sistema de Auto-Cura SHeaLDS

Esse novo sistema foi usado para criar SHeaLDS, que são guias de luz de auto-cura para detecção dinâmica. Eles fornecem um robô macio resistente a danos que é capaz de se curar de cortes à temperatura ambiente, tudo sem intervenção externa.

Os pesquisadores instalaram o SHeaLDS em um robô macio que se assemelhava a uma estrela-do-mar de quatro pernas. Eles então equiparam-no com controle de feedback e perfuraram uma de suas pernas seis vezes. O robô foi capaz de detectar o dano e se curar de cada corte em cerca de um minuto, e pôde adaptar autonomamente sua marcha com base no dano detectado.

Apesar do material ser incrivelmente resistente, é importante notar que não é indestrutível.

“Eles têm propriedades semelhantes à carne humana”, disse Shepherd. “Você não se cura bem de queimaduras, ou de coisas com ácido ou calor, porque isso mudará as propriedades químicas. Mas podemos fazer um bom trabalho de cura de cortes.”

A equipe agora busca integrar o SHeaLDS com algoritmos de aprendizado de máquina que possam reconhecer eventos táteis para criar um robô durável que tenha pele de auto-cura. Essa mesma pele também pode ser usada para sentir seu ambiente e completar uma ampla gama de tarefas.