Engenheiros do Instituto Italiano de Tecnologia (ITT) e da St. Anne's High School desenvolveram uma nova abordagem para fazer músculos artificiais. A tecnologia foi nomeada GRACE (um acrônimo para "Atuadores Baseados em Geometria Capazes de Comprimir e Alongar"). De acordo com os desenvolvedores, com esses acionamentos, os braços mecânicos do robô se tornarão tão funcionais e flexíveis quanto as mãos humanas. Ao mesmo tempo, o GRACE pode ser feito em uma impressora 3D amadora em casa.
De acordo com o portal ITT, projetar e fabricar músculos artificiais é uma das tarefas mais difíceis no campo da robótica. Os cientistas que desejam obter alta plasticidade de robôs devem reproduzir processos-chave dentro do tecido muscular humano. Este trabalho envolve o ajuste de fibras e articulações artificiais individuais para movimentos precisos de flexão, torção e outros movimentos. Anteriormente, tais operações não podiam prescindir de equipamentos sofisticados e grande poder computacional, mas um grupo de engenheiros da Itália conseguiu democratizar a produção de um sistema promissor.
Os autores focaram na otimização de atuadores pneumáticos, principal mecanismo necessário para o funcionamento dos músculos artificiais. Eles criaram a plataforma GRACE na forma de um tubo de plástico flexível e oco com dobras nas laterais. Quando o ar é forçado para dentro deste atuador através de uma mangueira conectada, ele se contrai longitudinalmente e se expande radialmente. Simplificando, o GRACE pode alterar seu comprimento e espessura mediante solicitação. Para provar a eficácia do novo sistema, os engenheiros montaram um braço robótico completo com 18 novos atuadores.
A forma e o tamanho do manipulador imitavam a mão humana e seu peso era de 100 gramas. Em uma série de experimentos, os autores mostraram que essa mão repete facilmente todas as ações básicas de uma mão humana normal – com a ajuda do GRACE, ela apertou os dedos, torceu toda a palma e também girou o pulso. Uma característica importante do estudo foi o sistema de produção - os engenheiros usaram apenas uma impressora 3D amadora, e plástico e resina macia foram usados como materiais para fabricação.
Os desenvolvedores também acrescentaram que os novos atuadores são projetados de tal forma que podem carregar até 1.000 vezes seu próprio peso. Além disso, se materiais mais resistentes que o plástico forem usados na produção, a força do GRACE aumentará ainda mais. Segundo os cientistas, no futuro, sua invenção será útil no desenvolvimento de robôs elegantes e hábeis, bem como em próteses.
2022-09-01 14:24:12
Autor: Vitalii Babkin