Pesquisadores do Auckland Bioengineering Institute e da Technische Universität Dresden projetaram recentemente um novo tipo de robô inflável para navegação espacial. Esses robôs, apresentado em artigo publicado na Biblioteca Digital SPIE, foram criados usando transdutores de elastômero dielétrico (DETs), que são essencialmente condensadores elétricos feitos de materiais macios de borracha.

"A tecnologia espacial atual é limitada por sua massa e volume. São necessários milhares de dólares para lançar até mesmo um único quilograma em órbita, "Joseph Ashby, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse TechXplore. "Nossa pesquisa visa substituir ou aumentar a tecnologia atual com substituições de materiais inteligentes mais leves combinadas com estruturas infláveis."

Se eles estiverem integrados com estruturas infláveis, Os DETs podem ajudar no desenvolvimento de robôs macios e de baixa massa, que possuem alta eficiência de embalagem e são fáceis de implantar. Na verdade, Os DETs se deformam quando uma tensão é aplicada a eles, devido ao estresse de Maxwell gerado pelo campo elétrico.

Ao contrário dos motores elétricos tradicionais, esses capacitores permitem que os pesquisadores produzam uma ampla gama de movimentos e forças sem complexos, mecanismos de engrenagens pesadas. Os DETs também podem ser usados ​​como sensores de deformação, monitorando suas mudanças na capacitância à medida que são alongados. Isso significa que eles também têm uma vantagem autossensorial, sem a necessidade de sistemas de monitoramento externos.

“Como são feitos inteiramente de materiais macios, Estruturas DET podem ser infladas de forma semelhante a um balão, "Ashby explicou." Isso significa que eles podem formar grandes estruturas quando implantados, mas pode ser empacotado em pequenos espaços de antemão, o que os torna candidatos ideais para aplicações espaciais, onde as capacidades de lançamento são limitadas por volume. "

Em seu estudo, Ashby e seus colegas investigaram os movimentos obtidos a partir da atuação de três projetos experimentais. No primeiro desses projetos, o atuador de cúpula do robô é construído com uma folha de borracha de silicone com eletrodos segmentados.

O segundo design é semelhante, mas com um alongamento do atuador de cúpula para produzir movimento locomotor a partir da atuação em fases dos segmentos. Finalmente, o terceiro é um desenho cilíndrico enrolado com variações na geometria da emenda, posição e composição do eletrodo, o que permitiu aos pesquisadores alcançar vários movimentos ressonantes e não ressonantes.

"Em grande escala, ao permitir a implantação de grandes estruturas capazes de movimento e / ou monitoramento de saúde auto-estrutural de baixa massa, veículos de lançamento de baixo volume, seríamos capazes de expandir nossas capacidades de exploração espacial, "Ashby disse." Em um foco mais estreito, dar a satélites menores (de popularidade crescente) a chance de implantar e controlar antenas ou matrizes que, de outra forma, seriam grandes demais para seu tamanho proporcionaria a eles uma comunicação e instalações de energia amplamente melhoradas. "

Ashby e seus colegas modelaram cada um de seus projetos usando software FEM comercialmente disponível e, em seguida, os testaram em simulações à medida que eram inflados e acionados. Embora seus experimentos tenham produzido resultados promissores, os robôs ainda estão em estágios iniciais de desenvolvimento.

Para que sua tecnologia se torne uma alternativa viável aos atuais atuadores espaciais, os pesquisadores ainda precisam superar uma série de desafios importantes. Por exemplo, a operação de TDs no espaço provou até agora ser impraticável devido a uma série de condições ambientais complexas.

"Agora planejamos continuar desenvolvendo nossos protótipos existentes, mas também explorar outros designs possíveis para uma variedade de aplicações diferentes, "Ashby disse." Também estamos trabalhando no desenvolvimento de métodos de blindagem para proteger nossos robôs do ambiente hostil. "

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