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Esta garra robótica macia não é apenas impressa em 3D em uma impressão, mas também não precisa de nenhum dispositivo eletrônico para funcionar.
O dispositivo foi desenvolvido por uma equipe de roboticistas da Universidade da Califórnia em San Diego, em colaboração com pesquisadores da corporação BASF, que detalharam seu trabalho em uma edição recente da revista Ciência Robótica.
Os pesquisadores queriam projetar uma pinça macia que estivesse pronta para uso assim que saísse da impressora 3D, equipada com sensores de gravidade e toque integrados. Como resultado, a garra pode pegar, segurar e soltar objetos. Tal garra não existia antes deste trabalho.
“Desenhamos funções para que uma série de válvulas permitisse que a garra agarrasse no contato e soltasse no momento certo”, disse Yichen Zhai, pesquisador de pós-doutorado no Bioinspired Robotics and Design Lab da University of California San Diego e do principal autor do artigo, que foi publicado na edição de 21 de junho da Ciência Robótica. “É a primeira vez que uma garra pode segurar e liberar. Tudo o que você precisa fazer é girar a garra horizontalmente. Isso aciona uma mudança no fluxo de ar nas válvulas, fazendo com que os dois dedos da garra se soltem.”
Essa lógica fluídica permite que o robô se lembre quando agarrou um objeto e o está segurando. Ao detectar o peso do objeto empurrando para o lado, ao girar para a horizontal, ele solta o objeto.
A robótica macia mantém a promessa de permitir que os robôs interajam com segurança com humanos e objetos delicados. Esta garra pode ser montada em um braço robótico para aplicações de fabricação industrial, produção de alimentos e manuseio de frutas e vegetais. Também pode ser montado em um robô para tarefas de pesquisa e exploração. Além disso, pode funcionar sem fio, com uma garrafa de gás de alta pressão como única fonte de energia.
A maioria dos robôs macios impressos em 3D geralmente tem um certo grau de rigidez; conter um grande número de vazamentos ao sair da impressora; e precisam de uma boa quantidade de processamento e montagem após a impressão para serem utilizáveis.
A equipe superou esses obstáculos desenvolvendo um novo método de impressão 3D, que envolve o bocal da impressora traçando um caminho contínuo por todo o padrão de cada camada impressa.
“É como fazer um desenho sem levantar o lápis da página”, disse Michael T. Tolley, autor sênior do artigo e professor associado da Escola de Engenharia Jacobs da UC San Diego.
Esse método reduz a probabilidade de vazamentos e defeitos na peça impressa, muito comuns em impressões com materiais macios.
O novo método também permite a impressão de paredes finas, de até 0,5 milímetro de espessura. As paredes mais finas e as formas curvas e complexas permitem uma maior gama de deformação, resultando em uma estrutura mais suave em geral. Os pesquisadores basearam o método no caminho euleriano, que na teoria dos grafos é uma trilha em um grafo que toca todas as arestas desse grafo uma vez e apenas uma vez.
“Quando seguimos essas regras, conseguimos imprimir consistentemente robôs macios pneumáticos funcionais com circuitos de controle embutidos”, disse Tolley.
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