Crédito:Jiang, Zhou &Gravish.
Os insetos normalmente têm uma variedade de estruturas de exoesqueleto complexas, que os apóiam em seus movimentos e atividades cotidianas. Fabricar exoesqueletos artificiais para robôs inspirados em insetos que correspondam à complexidade dessas estruturas que ocorrem naturalmente é um desafio importante no campo da robótica.
Embora os pesquisadores tenham proposto vários processos e técnicas de fabricação para produzir exoesqueletos para robôs inspirados em insetos, muitos desses métodos são extremamente complexos ou dependem de equipamentos e materiais caros. Isso os torna inviáveis e difíceis de aplicar em uma escala mais ampla.
Com isso em mente, pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram recentemente um novo processo para projetar e fabricar componentes para robôs inspirados em insetos com estruturas de exoesqueleto. Eles introduziram este processo, chamada impressão flexoesqueleto, em um artigo pré-publicado no arXiv.
"Inspirado no exoesqueleto do inseto, apresentamos um novo processo de fabricação chamado impressão 'flexoesqueleto' que permite a fabricação rápida e acessível de robôs híbridos rígidos / macios, "escreveram os pesquisadores em seu artigo.
Até aqui, robôs híbridos com componentes rígidos e macios são normalmente construídos com materiais caros e impressoras 3-D, bem como fundição em várias etapas e processos de máquina. Em seu estudo, a equipe de pesquisa da UC San Diego decidiu criar um novo método de fabricação que fosse mais barato e fácil de usar.
a) Figura que explica como funciona o processo de impressão introduzido pelos pesquisadores. b) Um robô de quatro patas criado usando o método dos pesquisadores, imediatamente após a impressão na camada clara do PC. c) O robô de quatro patas após a liberação da camada PC. Crédito:Jiang, Zhou &Gravish.
Impressão em flexoesqueleto, o método que desenvolveram, depende de uma adaptação de uma impressora 3-D de material de deposição fundida (FDM) de consumo, que fornece uma força de ligação extremamente forte entre o material depositado e a camada de base flexível da impressora. Este processo pode ser usado para criar exoesqueletos para robôs inspirados em insetos com diferentes formas e morfologias.
Notavelmente, a abordagem de fabricação proposta pelos pesquisadores pode ser usada por usuários novatos e experientes, pois é bastante simples e fácil de entender. Também é muito mais acessível do que métodos alternativos de fabricação, já que os materiais e equipamentos de que depende são consideravelmente baratos e prontamente disponíveis.
Em seu estudo, a equipe demonstrou a viabilidade de sua abordagem usando-a para projetar e testar uma ampla variedade de elementos canônicos de flexoesqueleto. Eles então combinaram todos os elementos que produziram em um robô ambulante de quatro patas com uma estrutura de exoesqueleto flexível.
"A abordagem que desenvolvemos depende fortemente das inter-relações entre a geometria tridimensional das características da superfície e suas contribuições para as propriedades mecânicas locais desse componente, "os pesquisadores escreveram em seu artigo." Prevemos que este método permitirá uma nova classe de robôs bioinspirados com foco nas inter-relações entre o projeto mecânico e a locomoção. "
No futuro, o novo design e processo de fabricação planejado por esta equipe de pesquisadores pode permitir o desenvolvimento de vários robôs inspirados em insetos. Como a técnica é muito mais direta e acessível do que a maioria dos métodos existentes, também pode tornar os robôs existentes ou novos mais fáceis de escalar, aumentando suas chances de serem produzidos em maiores quantidades e aparecerem no mercado.
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