Robótica Flexível Melhorada Com Bomba Flexível

Cientistas da Ecole Polytechnique Fedérale de Lausanne desenvolveram uma bomba miniatura que ajudará a aumentar a eficácia de robôs autônomos flexíveis, exoesqueletos leves e roupas inteligentes.

A maioria dos nossos robôs flexíveis atuais é feita de silicone, borracha e polímeros flexíveis. Ao contrário dos robôs mais duros ou tradicionais, os robôs flexíveis são capazes de se mover em ambientes complexos de forma mais eficiente, manipular objetos frágeis e ser usados em muitas conexões robô-humano. Algumas das áreas em que eles são usados incluem exoesqueletos de reabilitação e roupas robóticas. Os robôs do tipo soft-bio poderiam eventualmente explorar ambientes remotos e perigosos de forma mais segura do que os humanos.

Os robôs flexíveis que temos agora contêm bombas rígidas e barulhentas que são usadas para empurrar fluidos para áreas importantes. Isso prejudica a possibilidade do que os robôs flexíveis podem ser, pois sua mobilidade e autonomia são limitadas pelas bombas e tubos.

Pesquisadores do Laboratório de Transdutores Flexíveis (LMTS) e do Laboratório de Sistemas Inteligentes (LIS) da EPFL, juntamente com pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Shibaura em Tóquio, Japão, são responsáveis por esses novos desenvolvimentos. Os dois grupos são os primeiros a terem desenvolvido uma bomba completamente flexível, desde os eletrodos. A nova bomba pesa cerca de um grama e é completamente silenciosa, usando uma quantidade muito pequena de energia. A energia vem de um circuito de 2 cm por 2 cm e uma bateria recarregável. Essa nova bomba também pode eliminar a necessidade de usar cabos.

Herbert Shea, diretor do LMTS, falou sobre a nova tecnologia.

“Se queremos atuar robôs maiores, conectamos várias bombas juntas”, disse Shea. “Consideramos isso um paradigma de mudança no campo da robótica flexível.”

Os pesquisadores publicaram seu trabalho em um artigo na Nature.

Outra forma como as bombas flexíveis podem ser usadas é para circular fluidos em roupas inteligentes. Elas farão isso movendo os líquidos em tubos flexíveis finos embutidos nas roupas. Há muitas possibilidades para isso, incluindo resfriamento e aquecimento de diferentes áreas do corpo, movendo os líquidos para lá. Muitas profissões se beneficiarão dessa tecnologia, incluindo cirurgiões, atletas e pilotos.

As novas bombas flexíveis são “baseadas no mecanismo físico usado hoje para circular o líquido de resfriamento em sistemas como supercomputadores.” O layout da bomba inclui um canal em forma de tubo com 1 mm de diâmetro, e dentro dele, há fileiras de eletrodos impressos. Dentro da bomba, há um líquido dielétrico. São aplicados volts, e elétrons então vão dos eletrodos para o líquido. Isso faz com que algumas moléculas se tornem eletricamente carregadas. Essas moléculas então se tornam atraídas por outros eletrodos e puxam o fluido pelo tubo com elas. De acordo com Vito Cacucciolo, um pós-doutorado no LMTS e o autor principal do estudo, “Podemos acelerar o fluxo ajustando o campo elétrico, e ainda assim, ele permanece completamente silencioso.”

Essa tecnologia já está sendo testada em algumas áreas. Os pesquisadores conseguiram implantar a bomba em um dedo robótico comumente usado em laboratórios de robótica. Os pesquisadores também estão trabalhando com o laboratório de Koichi Suzumori no Japão. Lá, eles estão trabalhando em músculos artificiais impulsionados por fluidos, bem como exoesqueletos flexíveis.

A equipe de pesquisadores também usou a nova tecnologia em uma luva de tecido. A luva tem tubos por toda ela que podem transportar líquido para aquecer e resfriar diferentes áreas da luva. “Funciona um pouco como o sistema de aquecimento e resfriamento da sua casa”, disse Cacucciolo.

Essa nova tecnologia continuará a se desenvolver e é provável que atraia empresas de uma variedade de campos diferentes. Algumas já mostraram interesse desde cedo. Há muitas possibilidades com os novos robôs flexíveis e bombas flexíveis que podem ajudar a desenvolver muitos produtos de interface robô-humano