No mundo da robótica, robôs suaves são as novas crianças do setor. Os recursos exclusivos desses autômatos são para dobrar, deformar, esticam, torça ou aperte de todas as maneiras que os robôs rígidos convencionais não conseguem.

Hoje, é fácil imaginar um mundo no qual humanos e robôs colaboram - em estreita proximidade - em muitos reinos. Robôs soft emergentes podem ajudar a garantir que isso possa ser feito com segurança, e de uma forma que se sincroniza com ambientes humanos ou até mesmo faz interface com os próprios humanos.

"Algumas das vantagens dos sistemas robóticos suaves são que eles podem se adaptar facilmente a ambientes não estruturados, ou para superfícies irregulares ou macias, como o corpo humano, "disse o professor de engenharia elétrica e da computação da UC Santa Barbara, Yon Visell.

Apesar de sua promessa, Até a presente data, a maioria dos robôs soft move-se lenta e desajeitadamente em comparação com muitos robôs convencionais. Contudo, a lacuna está diminuindo graças aos novos desenvolvimentos na unidade fundamental do movimento robótico:o atuador. Responsável pelo movimento mecânico de um mecanismo ou máquina, atuadores fazem seu trabalho de várias maneiras, contando com eletromagnético, piezoelétrico, pneumáticas ou outras forças.

Agora, Visell e seus colaboradores UCSB casaram os drives eletromagnéticos usados ​​na maioria dos sistemas robóticos convencionais com materiais macios, a fim de alcançar velocidade e suavidade. "Um análogo biológico interessante para o atuador descrito em nosso novo trabalho pode ser um músculo de contração rápida, "disse Visell, que juntamente com o professor de química e bioquímica da UCSB Thuc-Quyen Nguyen, e pós-docs Thanh Nho Do e Hung Phan, é o autor do artigo "Soft Electromagnetic Actuators for Robotic Applications". O artigo aparece na capa da revista. Materiais Funcionais Avançados .

O principal desafio para Visell e colegas era construir um atuador que pudesse atingir velocidades maiores do que normalmente era possível com atuadores robóticos macios, muitos dos quais dependem de processos lentos, como fluxo de ar ou efeitos térmicos.

"Neste projeto, queríamos ver até onde poderíamos levar a ideia de ter muito rápido, atuação de baixa tensão dentro de um paradigma robótico totalmente suave, "disse ele. Eles basearam seu trabalho no motor eletromagnético, um tipo comum de atuador rápido e de baixa tensão que é usado em tudo, desde carros elétricos a eletrodomésticos, mas viu pouca aplicação efetiva em sistemas robóticos soft.

O trabalho da equipe resultou em um tipo de atuador rápido, baixa tensão e suave - e também extremamente pequena, apenas alguns milímetros de tamanho. Usando exclusivo, condutores de liga de metal líquido envoltos em fibras de polímero ocas e compostos de polímero magnetizados, os pesquisadores criaram padronizados, componentes tridimensionais que formam a base de análogos suaves de motores elétricos padrão. As próprias fibras são compostos de polímero que a equipe projetou para ter alta condutividade térmica, melhorando muito seu desempenho.

"Percebemos componentes que são macios e extensíveis, e os combinou para criar essas estruturas semelhantes a motores que podem mover coisas, "Disse Visell. Para demonstrar, eles criaram um minúsculo, pinça de milímetros de largura que pode fechar em apenas milissegundos, e um estimulador tátil macio que pode operar em frequências de centenas de ciclos por segundo.

Esses dispositivos podem ser usados ​​em áreas emergentes, como a sensação ao toque, onde o feedback de toque é procurado para aplicativos, incluindo realidade virtual e, é claro que o parente próximo dos haptics - robótica suave. "Esses atuadores eletromagnéticos suaves podem ser usados ​​para criar telas táteis que se adaptam à pele humana, ou ferramentas robóticas em miniatura para endoscopia cirúrgica ou outras aplicações médicas, "disse o pós-doutorando Thanh Nho Do.

"Estamos ansiosos para aplicar essas novas tecnologias de robótica em áreas que vão desde a realidade virtual, realidade aumentada, tecnologias vestíveis, saúde e medicina, "Disse Visell." O horizonte está bem aberto.