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Sábado, Agosto 13, 2022

Engenheiros criam pequenos “insetos” de robôs que podem ir a qualquer lugar

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Macro Gafanhoto

Os insetos inspiram pequenos robôs que podem realizar tarefas em espaços de difícil acesso e ambientes inóspitos.

Engenheiros da Universidade de Pittsburgh criam robôs inspirados em insetos que podem monitorar pontos de difícil acesso.

Essas criaturas antigas podem se espremer pelas menores rachaduras, caber confortavelmente em espaços apertados e sobreviver em ambientes hostis: não há muitos espaços que estejam fora dos limites para um inseto.

É por isso que pesquisadores da Universidade de Pittsburgh criaram pequenos robôs inspirados em insetos que podem realizar tarefas em espaços de difícil acesso e ambientes inóspitos.

“Esses robôs podem ser usados ​​para acessar áreas confinadas para imagens ou avaliação ambiental, coletar amostras de água ou realizar avaliações estruturais”, disse Junfeng Gao, que liderou o trabalho como estudante de doutorado em engenharia industrial na Swanson School of Engineering. “Em qualquer lugar que você queira acessar lugares confinados – onde um bug pode ir, mas uma pessoa não pode – essas máquinas podem ser úteis.”

Para muitas criaturas abaixo de um certo tamanho – como formigas, camarões mantis e pulgas – pular em uma superfície é mais eficiente em termos de energia do que rastejar. Esses movimentos impulsivos foram replicados nos robôs, que são feitos de um músculo artificial polimérico.

“É semelhante a carregar uma flecha em um arco e atirá-lo – os robôs se agarram para acumular energia e depois a liberam em uma explosão impulsiva para avançar”, explicou M. Ravi Shankar, professor de engenharia industrial em Pitt, cujo laboratório liderou a pesquisa. “Normalmente, a atuação nos músculos artificiais com os quais trabalhamos é bastante lenta. Fomos atraídos para a pergunta: ‘Como pegamos esse músculo artificial e o usamos para gerar uma atuação de salto em vez de uma atuação lenta?’”

Robô Inspirado em Bug

O robô inspirado em insetos projetado pelo Laboratório de M. Ravi Shankar. Crédito: The Shankar Research Group

A resposta estava na interação entre ordem molecular e geometria.

“A forma composta curva do músculo do polímero permite que ele construa energia quando é alimentado. A maneira como as moléculas estão alinhadas no músculo inspira-se no mundo natural, onde sua atuação combinada gera energia na estrutura”, disse Mohsen Tabrizi, coautor do estudo e estudante de doutorado em engenharia industrial na Swanson School. “Isso é feito usando não mais do que alguns volts de eletricidade.”

O movimento versátil e a estrutura leve permitem que os robôs – que são do tamanho de um grilo – se movam ao longo de superfícies móveis como areia com a mesma facilidade que superfícies duras e até saltem sobre a água.

Referência: “Molecularly Directed, Geometrically Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility” por Junfeng Gao, Arul Clement, Mohsen Tabrizi e M. Ravi Shankar, 1 de outubro de 2021, Tecnologias Avançadas de Materiais.
DOI: 10.1002/adm.202100979





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