As arquiteturas de inteligência artificial e robótica são frequentemente inspiradas por padrões que ocorrem na natureza, tanto em humanos quanto em animais. Os padrões de movimento observados em animais foram replicados em robôs por meio de uma série de mecanismos de mudança de forma, como inchaço químico, estiramento da pele ou transformação do origami.

Pesquisadores do Centro de Pesquisa de Robótica Macia da Universidade Nacional de Seul na Coreia do Sul e da Fundação Rebikoff-Niggeler (FRN) em Portugal desenvolveram recentemente uma arquitetura robótica estruturalmente inspirada na enguia pelicana. uma espécie de peixe que vive no fundo do mar. Sua arquitetura, apresentado em um artigo publicado em Ciência Robótica , está entre os mais recentes de uma série de designs inspirados em animais ou fenômenos naturais.

"Ao longo dos últimos anos, temos trabalhado em vários robôs bioinspirados, incluindo o robô de salto aquático inspirado em strider aquático publicado em Ciência , bem como robôs transformable inspirados em origami e robôs macios, "Prof. Kyujin Cho, autor correspondente e pesquisador principal do estudo, disse TechXplore. "Nossa pesquisa sobre origami extensível pode ser considerada uma integração de nossos trabalhos anteriores."

Enquanto estudava como o peixe-pelicano infla sua boca, Cho e seus colegas levantaram a hipótese de que esse comportamento poderia ser replicado em robôs usando uma combinação de desdobramento de origami e técnicas de alongamento de pele macia. Isso os inspirou a projetar arquiteturas baseadas em origami feitas de materiais elásticos e macios, que permitem mudanças substanciais na forma de um robô.

Até aqui, a maioria das equipes de pesquisa desenvolveu robôs usando materiais macios ou designs baseados em origami. A principal diferença entre os robôs soft e as arquiteturas baseadas em origami é que, embora os primeiros mudem de forma esticando a pele, os últimos o fazem desdobrando seus vincos, assim como na arte japonesa do origami.

Ao tentar comer presas, a enguia pelicana realiza um movimento único, que envolve tanto desdobrar suas dobras quanto inflar sua boca. Em seu estudo, Cho e seus colegas se propuseram a replicar esse comportamento em uma arquitetura robótica, combinando técnicas inspiradas em origami com o uso de materiais macios.

"Nosso origami extensível é inteiramente feito de materiais extensíveis, por isso, incorpora ambos os modos de transformação que se desdobram e estendem, "Woongbae Kim, o primeiro autor do estudo e o principal projetista da arquitetura robótica, explicado. "Em comparação com outras arquiteturas bioinspiradas que reproduziam mecanismos monolíticos de mudança de forma, o princípio de dupla transformação permite a transformação extrema de formas com dois movimentos funcionais diferentes. "

Na arquitetura proposta por Kim e seus colegas, os caminhos de fluido da pele artificial macia são fechados e guiados por um conjunto de unidades de origami extensíveis, que imitam o mecanismo que permite à enguia pelicano inflar sua boca. A pressão do fluido aponta na direção em que o corpo do robô é inicialmente implantado, o que resulta em um movimento muito semelhante ao da enguia pelicano.

Os pesquisadores foram capazes de desenvolver uma unidade básica de dupla transformação a partir do projeto do robô inspirado no pelicano, que pode ser usado como uma unidade básica para vários tipos de designs de origami. Eles descobriram que os robôs resultantes podem realizar uma variedade de comportamentos, incluindo agarrar, rastreamento e movimento subaquático.

"Nosso estudo oferece uma nova estratégia de design para robôs leves a serem inicialmente compactos e planos, mas isso pode ser implantado para realizar a tarefa e, em seguida, dobrado novamente de forma autônoma, "Cho disse." Acreditamos que os robôs leves serão desenvolvidos em uma forma compacta e portátil no futuro, para que as pessoas possam usá-los facilmente em suas vidas diárias. "

No futuro, o origami exclusivo e o design baseado em pele elástica proposto por Kim e seus colegas poderiam ser usados ​​para desenvolver uma variedade de novos sistemas robóticos que se transformam em formas. Os pesquisadores agora planejam continuar a desenvolver seu projeto, por exemplo, explorando como sensores extensíveis podem ser integrados com arquiteturas baseadas em origami.

"Ainda há muitas coisas a serem feitas, "Kim disse." Agora, o princípio que introduzimos pode ser aplicado a várias estruturas de origami para criar novos movimentos, como torção combinada de implantação. Para aplicações reais de robótica, Estruturas de origami alongáveis ​​devem ser otimizadas para serem mais fortes e confiáveis. Finalmente, gostaríamos de usar nosso projeto para desenvolver novos sistemas robóticos soft, como um braço de robô flexível implantável. "

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