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Pesquisadores desenvolveram um motor fluídico leve para alimentar robôs macios que imitam músculos para uso em dispositivos de assistência. O que diferencia o novo motor é sua capacidade de gerar força significativa sem estar preso a uma fonte de energia externa.
“Robôs macios que são movidos por motores de fluidos — como ação hidráulica ou pneumática — podem ser usados para imitar o comportamento dos músculos de maneiras que robôs rígidos não conseguem”, diz Hao Su, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na North Carolina State University. “Isso torna esses robôs particularmente atraentes para uso em dispositivos de assistência que melhoram a capacidade das pessoas de mover seus membros superiores ou inferiores.”
No entanto, a maioria dos motores de fluidos são fisicamente conectados a uma fonte de energia externa, como um grande compressor de ar. Isso limita significativamente sua utilidade. E os motores de fluidos anteriores que não eram amarrados a fontes de energia externas não eram capazes de gerar muita força, o que também limitava sua utilidade.
“Nosso trabalho aqui aborda ambos os desafios”, diz Su. “Nosso motor fluídico não está preso a uma fonte externa, mas ainda pode gerar até 580 Newtons de força.”
O novo motor funciona bombeando óleo para dentro e para fora de uma câmara em um robô macio, fazendo com que o robô macio aja como um músculo artificial que está flexionando e relaxando. A bomba do motor fluídico é acionada por um motor de alto torque alimentado por bateria que permite gerar pressão significativa, permitindo que o músculo artificial exerça força significativa.
Em testes de prova de conceito, os pesquisadores não apenas avaliaram a quantidade de força que o novo motor pode gerar, mas também a eficiência com que o motor converte energia elétrica em energia fluídica.
“Descobrimos que éramos capazes de gerar uma quantidade de força sem precedentes para um motor sem amarras, mantendo o peso do motor fluídico baixo”, diz Antonio Di Lallo, primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado na NC State. “E a eficiência máxima do nosso motor fluídico é maior do que a dos motores portáteis sem amarras anteriores.”
O artigo, “Untethered Fluidic Engine for High-Force Soft Wearable Robots”, foi publicado em acesso aberto no periódico Sistemas Inteligentes Avançados. O artigo foi coautorado por Shuangyue Yu, ex-pesquisador de pós-doutorado na NC State; Jie Yin, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State; Jonathon Slightam, do Sandia National Laboratories; e Grace Gu, da Universidade da Califórnia, Berkeley.
Este trabalho foi realizado com o apoio da National Science Foundation, por meio das bolsas 2026622 e 1944655; do National Institute on Disability, Independent Living, and Rehabilitation Research, por meio da bolsa 90DPGE0011; e da Amazon Robotics.
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