Lagarta

Universidade Estadual da Carolina do Norte, Raleigh, Carolina do Norte

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte demonstraram um robô macio semelhante a uma lagarta que pode se mover para frente, para trás e até mesmo mergulhar em espaços estreitos. O movimento do robô-lagarta é impulsionado por um novo padrão de nanofios de prata que usam calor para controlar a maneira como o robô se curva.

“O movimento de uma lagarta é controlado pela curvatura local de seu corpo – seu corpo se curva de maneira diferente quando se puxa para frente e quando se empurra para trás”, disse Yong Zhu, da NC State. “Nós nos inspiramos na biomecânica da lagarta para imitar essa curvatura local e usamos aquecedores de nanofios para controlar curvatura e movimento semelhantes no robô-lagarta.

“A engenharia de robôs leves que podem se mover em duas direções diferentes é um desafio significativo na robótica leve”, acrescentou Zhu. “Os aquecedores de nanofios incorporados nos permitem controlar o movimento do robô de duas maneiras. Podemos controlar quais seções do robô dobram controlando o padrão de aquecimento no robô macio. E podemos controlar até que ponto essas seções se dobram controlando a quantidade de calor aplicada.”

O robô Caterpillar consiste em duas camadas de polímero, que respondem de maneira diferente quando expostas ao calor. A camada inferior contrai-se quando exposta ao calor; a camada superior se expande quando exposta ao calor. Um padrão de nanofios de prata está embutido na camada de polímero em expansão. O padrão inclui vários pontos de ligação onde os pesquisadores podem aplicar uma corrente elétrica. Os pesquisadores podem controlar quais seções do padrão de nanofios aquecem aplicando uma corrente elétrica em diferentes pontos de chumbo, e podem controlar a quantidade de calor aplicando mais ou menos corrente.

“Demonstramos que o robô-lagarta é capaz de avançar e recuar”, disse Shuang Wu, da NC State. “Em geral, quanto mais corrente aplicássemos, mais rápido ela se moveria em qualquer direção. No entanto, descobrimos que havia um ciclo ideal, que dava tempo ao polímero para esfriar – permitindo efetivamente que o “músculo” relaxasse antes de se contrair novamente. Se tentássemos fazer o ciclo do robô-lagarta muito rapidamente, o corpo não teria tempo de ‘relaxar’ antes de se contrair novamente, o que prejudicava seu movimento.”

Eles também demonstraram que o movimento do robô Caterpillar poderia ser controlado a ponto de os usuários serem capazes de orientá-lo sob uma distância muito baixa. Em essência, os pesquisadores poderiam controlar o movimento para frente e para trás, bem como a altura em que o robô se curvava para cima em qualquer ponto do processo.

“Essa abordagem para impulsionar o movimento em um robô macio é altamente eficiente em termos energéticos e estamos interessados ​​em explorar maneiras de tornar esse processo ainda mais eficiente”, disse Zhu. “Os próximos passos adicionais incluem a integração desta abordagem à locomoção de robôs leves com sensores ou outras tecnologias para uso em diversas aplicações – como dispositivos de busca e resgate.”

Para obter mais informações, entre em contato com Matt Shipman em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.

Este artigo foi publicado pela primeira vez na edição de agosto de 2023 da Tech Briefs Magazine.

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