Cientistas projetam um robô de duas pernas alimentado por tecido muscular

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Cientistas projetam um robô de duas pernas alimentado por
tecido muscular
Robô bio-híbrido de duas pernas
Em comparação com os robôs, os corpos humanos são flexíveis, capazes de movimentos finos e podem
converter energia eficientemente em movimento. Inspirando-se na marcha humana, pesquisadores do
Japão criaram um robô bio-híbrido de duas pernas, combinando tecidos musculares e materiais
artificiais. Publicando em 26 de janeiro na revista Matter, este método permite que o robô caminhe e
pisque.
“Pesquisas sobre robôs bio-híbridos, que são uma fusão de biologia e mecânica, estão recentemente
atraindo a atenção como um novo campo da robótica com função biológica”, diz o autor correspondente
Shoji Takeuchi, da Universidade de Tóquio, Japão. “Usar o músculo como atuadores nos permite
construir um robô compacto e alcançar movimentos eficientes e silenciosos com um toque suave.”
O robô de duas pernas da equipe de pesquisa, um design bípede inovador, baseia-se no legado de
robôs bio-híbridos que aproveitam os músculos. Os tecidos musculares levaram robôs bio-híbridos a
rastejar e nadar para frente e fazer curvas – mas não as afiadas. No entanto, ser capaz de girar e fazer
curvas bruscas é uma característica essencial para os robôs evitarem obstáculos.
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Para construir um robô mais ágil com movimentos finos e delicados, os pesquisadores projetaram um
robô bio-híbrido que imita a marcha humana e opera na água. O robô tem uma espuma de bóia e pernas
pesadas para ajudá-lo a ficar em pé debaixo d'água. O esqueleto do robô é feito principalmente de
borracha de silicone que pode dobrar e flexificar para se conformar aos movimentos musculares. Os
pesquisadores então anexaram tiras de tecidos musculares esqueléticos cultivados em laboratório à
borracha de silicone e a cada perna.
Quando os pesquisadores zapped o tecido muscular com eletricidade, o músculo se contraiu, levantando
a perna para cima. O calcanhar da perna pousou para a frente quando a eletricidade se dissipou. Ao
alternar a estimulação elétrica entre a perna esquerda e direita a cada 5 segundos, o robô bio-híbrido
“andava” com sucesso à velocidade de 5,4 mm / min (0,002 mph). Para virar, os pesquisadores
repetidamente zapped a perna direita a cada 5 segundos, enquanto a perna esquerda serviu como uma
âncora. O robô fez uma curva à esquerda de 90 graus em 62 segundos. Os resultados mostraram que o
robô bípede movido a musculoso pode andar, parar e fazer movimentos de viragem ajustados.
“Atualmente, estamos movendo manualmente um par de eletrodos para aplicar um campo elétrico
individualmente nas pernas, o que leva tempo”, diz Takeuchi. “No futuro, ao integrar os eletrodos no
robô, esperamos aumentar a velocidade de forma mais eficiente.”
A equipe também planeja dar articulações e tecidos musculares mais espessos ao robô bípede para
permitir movimentos mais sofisticados e poderosos. Mas antes de atualizar o robô com mais
componentes biológicos, Takeuchi diz que a equipe terá que integrar um sistema de fornecimento de
nutrientes para sustentar os tecidos vivos e estruturas de dispositivos que permitem que o robô opere no
ar.
“Um aplauso eclodiu durante nossa reunião regular de laboratório quando vimos o robô andar com
sucesso no vídeo”, diz Takeuchi. “Embora possam parecer pequenos passos, eles são, de fato, saltos
gigantes para os robôs bio-híbridos.”