Até os polvos entendem a importância dos cotovelos. Quando estes moles, Os cefalópodes de membros soltos precisam fazer um movimento preciso - como guiar o alimento para a boca - os músculos dos tentáculos se contraem para criar uma articulação de rotação temporária. Essas articulações limitam a oscilação do braço, permitindo movimentos mais controlados.

Agora, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS) e do Instituto Wyss de Engenharia Inspirada na Biologia mostraram como uma estrutura em várias camadas pode permitir que os robôs imitem a cinemática do polvo. criando e eliminando juntas sob comando. A estrutura também pode permitir que os robôs mudem rapidamente sua rigidez, amortecimento, e dinâmica.

A pesquisa foi publicada em dois artigos em Materiais Funcionais Avançados e IEEE Robótica e Cartas de Automação .

"Esta pesquisa ajuda a preencher a lacuna entre a robótica suave e a robótica rígida tradicional, "disse Yashraj Narang, primeiro autor de ambos os estudos e aluno de pós-graduação no SEAS. "Acreditamos que esta classe de tecnologia pode fomentar uma nova geração de máquinas e estruturas que não podem ser simplesmente classificadas como moles ou rígidas."

A estrutura é surpreendentemente simples, consistindo em várias camadas de material flexível envolto em um envelope plástico e conectado a uma fonte de vácuo. Sem vácuo, a estrutura se comporta exatamente como você esperaria, dobrando, girando e batendo sem segurar a forma. Mas quando um vácuo é aplicado, torna-se rígido e pode ter formas arbitrárias, e pode ser moldado em formas adicionais.

Essa transição é o resultado de um fenômeno chamado de bloqueio laminar, em que a aplicação de pressão cria atrito que acopla fortemente um grupo de materiais flexíveis.

"As forças de atrito geradas pela pressão agem como cola, "disse Narang." Podemos controlar a rigidez, amortecimento, cinemática, e dinâmica da estrutura, alterando o número de camadas, ajustando a pressão aplicada a ele, e ajustar o espaçamento entre várias pilhas de camadas. "

A equipe de pesquisa, que também incluiu Robert Howe, o professor de engenharia Abbott e James Lawrence, Joost Vlassak, o Abbott e James Lawrence Professor de Engenharia de Materiais, e Alperen Degirmenci, um estudante de graduação em SEAS, modelou extensivamente o comportamento mecânico do bloqueio laminar para controlar melhor suas capacidades.

Próximo, eles construíram dispositivos do mundo real usando as estruturas, incluindo uma pinça de dois dedos que, sem vácuo, poderia se enrolar e segurar em objetos grandes e, com um vácuo, poderia beliscar e segurar pequenos objetos do tamanho de uma bola de gude.

Os pesquisadores também demonstraram as capacidades da estrutura como amortecedores, conectando-os a um drone como trem de pouso. A equipe ajustou a rigidez e o amortecimento das estruturas para absorver o impacto do pouso.

A estrutura é uma prova de conceito que pode ter muitas aplicações no futuro, de robôs cirúrgicos a dispositivos vestíveis e alto-falantes flexíveis.

"Nosso trabalho explicou o fenômeno de bloqueio laminar e mostrou como ele pode fornecer robôs com comportamento mecânico altamente versátil, "disse Howe, autor sênior do artigo. "Acreditamos que esta tecnologia acabará por levar a robôs que podem mudar de estado entre soft, dispositivos contínuos que podem interagir com segurança com os humanos, e rígido, dispositivos discretos que podem atender às demandas de automação industrial. "