Robôs suaves que podem sentir toque, pressão, movimento e temperatura
Um robô macio inspirado na natureza que pode rastejar, nadar, segurar objetos delicados e também ajudar um coração batendo inventado na Universidade de Harvard. Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson e do Instituto Wyss para Engenharia Inspirada na Biologia desenvolveram uma plataforma para a criação de robôs macios com sensor incorporado. Os sensores são capazes de detectar movimento, toque e temperatura.
“Nossa pesquisa representa um avanço fundamental na robótica leve”, disse Ryan Truby, primeiro autor do artigo e recente Ph.D. pós-graduação em SEAS. “Nossa plataforma de fabricação permite que motivos complexos de detecção sejam facilmente integrados em sistemas robóticos suaves.”
Os pesquisadores desenvolveram um link condutivo à base de líquido iônico orgânico usando uma impressora 3D devido ao problema de integração do sensor devido à estrutura rígida.
“Até o momento, a maioria dos sistemas integrados de sensores / atuadores usados em robótica leve têm sido bastante rudimentares”, disse Michael Wehner, ex-bolsista de pós-doutorado na SEAS e coautor do artigo. “Ao imprimir diretamente sensores de líquido iônico dentro desses sistemas flexíveis, abrimos novos caminhos para o design e a fabricação de dispositivos que, em última instância, permitirão o verdadeiro controle de circuito fechado de robôs flexíveis.”
“Este trabalho representa o exemplo mais recente dos recursos de habilitação oferecidos pela impressão 3D incorporada - uma técnica desenvolvida por nosso laboratório”, disse Lewis.
“A função e a flexibilidade de design deste método são incomparáveis”, disse Truby. “Esta nova tinta combinada com nosso processo de impressão 3D embutido nos permite combinar detecção e atuação soft em um sistema robótico soft integrado.”
Para o teste dos sensores, a equipe de pesquisadores imprimiu uma pinça robótica macia composta de três dedos macios ou atuadores. Para detectar pressão de inflação, curvatura, contato e temperatura, os pesquisadores testaram a capacidade da garra. Ao incorporar vários sensores de contato, a garra pode sentir toques leves e profundos.
“A robótica leve é normalmente limitada por técnicas de moldagem convencionais que restringem as escolhas de geometria ou, no caso da impressão 3D comercial, a seleção de materiais que dificulta as escolhas de design”, disse Robert Wood, Professor de Engenharia e Ciências Aplicadas da Charles River em SEAS, Core Membro do corpo docente do Wyss Institute e co-autor do artigo. “As técnicas desenvolvidas no Lewis Lab têm a oportunidade de revolucionar a forma como os robôs são criados - afastando-se dos processos sequenciais e criando robôs complexos e monolíticos com sensores e atuadores incorporados."
Além disso, os pesquisadores esperam usar o poder do aprendizado de máquina para treinar esses dispositivos para segurar objetos de diferentes tamanhos, formatos, textura superficial e temperatura. A pesquisa foi coautoria de Abigail Grosskopf, Daniel Vogt e Sebastien Uzel, e também teve o apoio da National Science Foundation por meio de Harvard MRSEC e do Wyss Institute for Biologicamente Inspired Engineering.