Robôs Biodegradáveis: Futuro Sustentável

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Criação de componentes suaves para robôs que retornam à
natureza
Um atuador macio e biodegradável que poderia impulsionar o movimento de robôs biodegradáveis e um
futuro em simbiose com operadores humanos.
O uso de robôs em nossas vidas cotidianas está aumentando exponencialmente, com aplicações que
vão desde a indústria até a hospitalidade. Alguns pesquisadores até imaginam um futuro próximo que,
não muito diferente de uma cena de Star Wars, vê ambientes cheios de robôs. Isso não está em uma
galáxia muito, muito distante, mas bem aqui na Terra – e possivelmente em seu espaço de trabalho ou
sala de estar.
Mas essa integração de máquinas autônomas ou semi-autônomas projetadas para executar tarefas
simples em nossas vidas não é isenta de riscos. Em primeiro lugar, robôs duros compostos de metais e
plásticos que trabalham em conjunto com nossos corpos humanos macios podem levar a ferimentos. O
segundo é o impacto potencial no meio ambiente. A criação de robôs através de processos irreversíveis
significa encher o ambiente com materiais que não se decompõem naturalmente.
O problema é que os robôs macios atuais são geralmente feitos usando polímeros sintéticos, como
borrachas de silicone e polímeros acrílicos. Embora de baixo custo e fáceis de manusear, esses
materiais são quimicamente estáveis e, portanto, não são biodegradáveis. Isso pode levar à destruição
ambiental quando os robôs são descartados. De fato, os cientistas já estão descobrindo peixes com
borrachas de silicone não degradadas e polímeros acrílicos depositados em seus corpos.
https://www.advancedsciencenews.com/gentle-robots-made-from-brown-seaweed-explore-fragile-marine-environments/
https://www.advancedsciencenews.com/?s=soft+robots
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Daí a necessidade de robôs macios feitos de peças biodegradáveis. Peças como o atuador macio e
biodegradável sugeriram em uma nova pesquisa publicada na revista Advanced Intelligent Systems por
pesquisadores da Universidade de Eletro-Comunicações no Japão, do Politecnico di Bari na Itália e da
École Polytechnique Fédérale de Lausanne, na Suíça.
“O atuador consiste em eletrodos de gelatina colocados em ambos os lados de um saco de ácido
polilático (PLA) contendo óleo de soja, e todos os materiais são biodegradáveis”, disse o autor
correspondente Jun Shintake, do Departamento de Engenharia de Sistemas Mecânicos e Inteligentes da
Universidade de Eletrocomunicações, Tóquio, Japão.
Robôs e humanos em simbiose
Um atuador é um dispositivo que um robô usa para converter energia em movimento, produzindo
movimento linear ou rotativo. Shintake explicou que, embora a maioria dos atuadores de robôs macios
seja acionada por fluido, o sistema criado por essa equipe internacional é acionado eletricamente.
No saco de PLA é o óleo de soja atuando como o líquido dielétrico sanduíche por eletrodos feitos a partir
de uma mistura de gelatina, glicerol e cloreto de sódio. Esses materiais biodegradáveis são coisas que a
equipe aponta que estão disponíveis.
“Quando uma diferença potencial é aplicada entre os eletrodos, os eletrodos são atraídos uns pelos
outros pela força eletrostática gerada, fazendo com que o saco se deforme”, explicou Shintake. “A
deformação permite o comportamento de contração muscular.”
A dependência de eletricidade significa que o atuador da equipe não precisa das bombas grandes e
compressores volumosos exigidos pelos atuadores fluídicos convencionais. Como resultado, este novo
atuador poderia ser usado em robôs mais compactos também equipados com uma pequena bateria e
controlador. Isso é algo que pode ser incrivelmente útil para robôs que são obrigados a trabalhar ao lado
de humanos em espaços apertados.
Os pesquisadores apontam que seu atuador é compatível com sensores biodegradáveis e baterias
atualmente sendo desenvolvidos por outros cientistas. Claro, tudo isso é pouco útil se o atuador não tiver
um bom desempenho, então a equipe se desencadeou em testar seu dispositivo biodegradável macio.
A equipe relatou que os resultados obtidos para os atuadores macios eletro-hidráulsos biodegradáveis
após ensaios de aspectos como compressão e deformação são comparáveis aos dos atuadores não
biodegradáveis do mesmo tipo, representando a implementação bem-sucedida do conceito.
“Essa adaptação à robótica acelerará a melhoria de desempenho adicional dos atuadores e a integração
com sensores e baterias e, eventualmente, levará à criação de robôs ‘verdes’ ecológicos que são
inteiramente compostos de elementos biodegradáveis”, concluiu Shintake. “Em um mundo cheio de tais
robôs, a humanidade pode viver em um futuro em que os seres humanos, máquinas e a natureza
coexistem de uma maneira altamente simbiótica.”
Referência: Ryo Kanno, Fabio Caruso, Kazuma Takai, Yegor Piskarev, Vito Cacucciolo, Jun Shintake,
Biodegradável Electrohidráulico Soft Actuators, Advanced Intelligent Systems (2023), DOI:
10.1002/aisy.202200239
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aisy.202200239#pane-pcw-figures
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aisy.202200239#pane-pcw-figures
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