Todo mundo poderia usar um terceiro braço às vezes, mas para alguns seria particularmente útil.
Engenheiros mecânicos da Escola de Engenharia George R. Brown da Rice University construíram um braço extra prático capaz de agarrar objetos e ir embora, alimentado apenas por ar comprimido. É uma das várias ideias que eles implementaram com um sistema de coleta de energia baseado em têxteis.

Os dispositivos robóticos de prova de princípio projetados e construídos por Daniel Preston, professor assistente de engenharia mecânica, principais autores Rachel Shveda e Anoop Rajappan e sua equipe são voltados para pessoas com deficiência e são resistentes o suficiente para o uso diário, disseram eles.

Como o projeto descrito em Avanços na ciência utiliza ar difere da agora famosa manipulação do laboratório Preston de aranhas mortas como garras. Esses dispositivos pneumáticos derivam seu poder de caminhar.

O protótipo "braço" é um pedaço de tecido que abraça o corpo quando não está em uso, mas se estende para fora quando ativado e incorpora um forro de elastômero na superfície para manter sua aderência em objetos escorregadios. Para as manifestações, a ex-aluna da Rice Shveda, agora oficial da Guarda Costeira dos EUA, operava o braço com um interruptor. Preston disse que versões futuras podem ter sensores que antecipam a intenção do usuário e completam o movimento.

Além do braço de curling que pode segurar um copo ou outros objetos pequenos enquanto as mãos estão cheias, o laboratório Rice construiu uma camisa com um atuador tipo fole preso na axila que se expande, permitindo que o usuário pegue uma bolsa de 10 libras. objeto. Testar o vestuário em um manequim mostrou que poderia fazê-lo sem a ajuda de músculos humanos.

"As estatísticas do censo dizem que há cerca de 25 milhões de adultos nos Estados Unidos que acham difícil levantar 10 quilos com os braços", disse Rajappan, um pós-doc apoiado pela Rice Academy of Fellows. "Isso é algo que costumamos fazer em nossas vidas diárias, pegar objetos domésticos ou até mesmo um bebê."

O sistema requer dois componentes:bombas têxteis embutidas nas solas dos sapatos de caminhada que captam a pressão do ar e atuadores pneumáticos que fazem uso dessa pressão quando necessário. As bombas são preenchidas com espuma de poliuretano de célula aberta que lhes permite recuperar sua forma após cada passada.

Preston disse que a bomba é pequena o suficiente para ser confortável. "A rigidez da espuma está quase no mesmo nível de uma palmilha de sapato típica", disse ele. "Queríamos ter certeza de que isso parecia algo que você realmente gostaria de ter dentro do seu sapato."

Testes do laboratório Rice mostraram que os dispositivos produzem o equivalente a 3 watts de potência com uma eficiência de conversão de mais de 20%, superando facilmente as estratégias eletromagnéticas, piezoelétricas e triboelétricas para colheita de energia de impacto, incluindo uma projetada por estudantes da Rice's Oshman Engineering Cozinha projetada.

Preston disse que todos os componentes de um único dispositivo custam ao laboratório cerca de US$ 20. Os produtos eram simples de montar e robustos o suficiente para serem limpos em uma máquina de lavar sem degradação no desempenho.

"A abordagem de fabricação usa técnicas que já são empregadas na indústria de vestuário, como cortar folhas têxteis e ligá-las com calor e pressão", disse ele. "Estamos prontos para pensar em traduzir nosso trabalho em produtos."

Rajappan disse que, juntamente com as unidades de teste, o laboratório também desenvolveu modelos matemáticos para prever o desempenho de um dispositivo de assistência com base no peso e na velocidade de caminhada do usuário, entre outros parâmetros. "Uma maneira de levar isso adiante será usar o modelo para otimizar o desempenho para grupos de usuários específicos", disse ele.

"Também estamos pensando em dispositivos como atuadores pneumáticos que aplicam compressão terapêutica para coisas como trombose venosa profunda, coágulos sanguíneos nas pernas", disse Rajappan. "Qualquer coisa que exija pressão de ar pode ser alimentada pelo nosso sistema."

"Agora que estamos fornecendo a energia, podemos aproveitar todo o trabalho existente na atuação", acrescentou Preston. “Isso inclui coisas como luvas que ajudam as pessoas a fechar as mãos, assistência nas articulações do cotovelo e do ombro e outros dispositivos que ainda dependem de fontes de alimentação normalmente rígidas e volumosas que são desconfortáveis ​​ou exigem ser conectadas a infraestrutura externa”.

Ele observou que as conversas com consultores de moda podem estar em seu futuro, para evitar que os usuários se assemelhem ao Michelin Man.

"Conseguimos mantê-lo bastante discreto, mas sim, isso é definitivamente algo para se pensar, especialmente com os atuadores", disse Preston. + Explorar mais

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