Bexigas elétricas formam músculos para máquinas elásticas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  17/06/2016

O dispositivo é constituído por um atuador dielétrico elastomérico, uma membrana feita de material hiperelástico como um balão de látex, com eletrodos flexíveis de cada lado. [Imagem: Alejandro Posada]

Atuadores elásticos

Há poucos dias, pesquisadores apresentaram um novo conceito de músculo artificial maleável, que imita o bíceps humano, e promete robôs mais amigáveis e que ofereçam menos riscos, sobretudo quando eles operarem em conjunto com trabalhadores humanos na indústria.

Agora uma equipe do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes, na Alemanha, apresentou sua versão de atuador elástico, eficiente e extremamente compacto, apontando para uma outra abordagem para a integração em robôs.

Hoje, essa classe de músculos artificiais, que exerce uma força expandindo câmaras cheias de ar, exige uma conexão a bombas e compressores. Um atuador macio, por sua vez, significa que esses equipamentos volumosos e com intenso consumo de energia podem se tornar supérfluos.

Máquinas elásticas

A estrutura é formada por membranas que envolvem câmaras seladas e cheias de ar. Eletrodos flexíveis são ligados a cada um dos lados da membrana e fazem com que ela se estique quando uma tensão é aplicada. Ou seja, são essencialmente bexigas controladas eletricamente.

As membranas são biestáveis, o que significa que elas podem conter dois volumes diferentes sob a mesma pressão de ar - elas passam de seu estado mais compacto para mais esticado, e vice-versa, dependendo da tensão aplicada por meio dos eletrodos.

Ligando várias membranas em série, o ponto de deformação pode ser deslocado de forma controlada, o que dá precisão ao atuador.

Polímeros hiperelásticos

O processo funciona a contento, mas a equipe ainda não conseguiu encontrar a melhor solução de polímeros hiperelásticos para manter a força e a durabilidade do sistema.

Os elastômeros testados apresentam uma mistura de vantagens e desvantagens. Alguns apresentam uma forte deformação, mas a um ritmo lento. Outros funcionam rápido, mas a deformação é menor. "Vamos continuar combinando diferentes materiais com vistas à combinação de diferentes propriedades em uma única membrana," reconheceu o pesquisador Metin Sitti.

Bibliografia:

Inflated Soft Actuators with Reversible Stable Deformations
Lindsey Hines, Kirstin Petersen, Metin Sitti
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201600107