p Pesquisadores do departamento de Engenharia de Precisão e Microssistemas (PME) da TU Delft desenvolveram um método de dilatação que pode ser aplicado a qualquer superfície curva. Este método universal pode ter uma gama de aplicações, incluindo aparelho médico para crianças, móveis expansíveis ou stents aórticos. O método foi publicado em Nature Communications em 15 de novembro de 2019. p Tornar um objeto maior ou menor geralmente só é possível esticando-o, amassando-o ou mudando sua forma de alguma outra maneira. Estruturas que podem mudar de tamanho sem mudar de forma são chamadas de dilacionais. Esses dispositivos podem ter aplicações importantes em engenharia e medicina - pense em stents implantados em artérias humanas, por exemplo. Os mecanismos dilacionais atuais são limitados a muito poucas formas, principalmente esferas ou superfícies semelhantes a esferas. Um exemplo conhecido é o brinquedo infantil baseado na esfera de Hoberman, onde as juntas dobram no centro da bola conforme ela se contrai. Tais mecanismos têm a desvantagem de que as partes que permitem que o objeto se expanda e contraia se movam em um ângulo, geralmente perpendicular à superfície do objeto. Isso significa que conforme o objeto muda de forma, as peças mecânicas sobressaem ou projetam-se no volume incluído. Isso está longe de ser ideal para muitas aplicações; iria dificultar o fluxo de sangue no caso de stents aórticos, por exemplo.

p Triangulação + pantógrafo =dilatação

p Freek Broeren e Werner van de Sande, pesquisadores do Departamento de Engenharia de Precisão e Microssistemas (PME) da TU Delft, desenvolveram um método de dilatação que pode ser aplicado a qualquer superfície curva. Eles usaram triangulação, a visualização de um objeto curvo por meio de triângulos colocados em toda a superfície. As malhas triangulares são uma forma eficiente de computação para representar estruturas 3-D em computação gráfica. Eles combinaram essa engenhosidade do século 21 com o pantógrafo do século 17, um dispositivo mencionado pela primeira vez na literatura em 1653, feito de quatro barras fixadas em um ponto e articuladas nos outros. É usado para dimensionar desenhos, por exemplo. Broeren e Van de Sande usaram o conceito de pantógrafo inclinado, um mecanismo específico que pode ser usado para dimensionar triângulos.

p "O primeiro passo em nosso método é triangular a superfície do objeto, "explica Broeren." Em seguida, um algoritmo de tiling substitui cada uma das faces triangulares por mecanismos de pantógrafo de tal forma que as colisões são evitadas durante o dimensionamento. Isso torna possível dimensionar qualquer superfície com um grau de liberdade, significando que o movimento ocorre no mesmo plano da superfície do objeto. Teoricamente, podemos dimensionar estruturas de sua configuração totalmente expandida até um único ponto. "

p Formulários

p Broeren e Van der Sanden aplicaram sua estratégia a vários exemplos, incluindo o coelho de Stanford, um modelo de teste comumente usado em computação gráfica que foi desenvolvido em 1994 na Universidade de Stanford. Eles também provaram que seu método pode ser aplicado a qualquer superfície. As aplicações podem incluir aparelhos médicos que podem se expandir para crianças em crescimento, implantes que precisam acomodar algum movimento, mas mantêm sua forma, como stents aórticos, ou mesmo móveis expansíveis.

p Sua descoberta também tem influência em suas próprias pesquisas. Werner van de Sande está pesquisando exoesqueletos que podem permitir a movimentação de pessoas com deficiência. "Esses exoesqueletos passivos precisam ser compactos e permanecer próximos ao corpo durante o movimento. Adicionar dimensionamento à superfície nos dá mais liberdade de design para atender a esse requisito, "explica Broeren. Ele mesmo trabalha em métodos de design para metamateriais médicos." Você pode criar todos os tipos de propriedades de materiais combinando materiais duros e macios. Contudo, não há métodos de design para isso ainda. É por isso que estou olhando para a mecânica subjacente. "