Mão robótica inovadora consegue ser forte e delicada ao mesmo tempo

Mão robótica inovadora consegue ser forte e delicada ao mesmo tempo

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 14 de Janeiro de 2022 às 09h40
Reprodução/Stanford University

Pesquisadores da Universidade Stanford, nos EUA, desenvolveram mãos robóticas inspiradas na habilidade e destreza das mãos humanas que conseguem alternar facilmente entre uma pegada extremamente forte e movimentos mais leves, suaves e delicados, tudo em tempo real.

Para dar essa capacidade notável ao dispositivo, os engenheiros combinaram adesivos baseados nos dedos das lagartixas com um sistema mecânico personalizado de última geração, fazendo com que o equipamento fosse capaz de realizar tarefas improváveis para um robô.

“Você até pode ver mãos robóticas realizando um aperto mais potente e preciso, mas encontrar um meio termo é muito difícil. O que nós fizemos foi criar manipuladores hábeis e fortes ao mesmo tempo, que modificam a intensidade da pegada de acordo com as características do objeto que pretendem segurar”, explica o engenheiro Wilson Ruotolo, coautor do estudo.

Inspiração biológica

Apelidada de FarmHand, a mão robótica foi construída com base em duas inspirações biológicas. Enquanto os dedos multiarticulados carregam todas as características de uma mão humana, a cobertura da superfície desses dedos possui um material semelhante ao encontrado nos dedos das lagartixas.

FarmHand varia a força da pegada conforme o tipo de objeto (Imagem: Reprodução/Stanford University)

Assim como no réptil, o adesivo cria uma fixação forte utilizando abas microscópicas quando estão em contato com alguma superfície. Esse processo é conhecido como força de Van der Waals — força intermolecular mais fraca que resulta das diferenças sutis entre as posições dos elétrons nas partes externas das moléculas.

“Como resultado, criamos adesivos que podem aderir fortemente, mas que requerem pouca força para realizar essa tarefa. Além disso, eles não são pegajosos ao toque nem deixam resíduos nas superfícies onde o contato foi feito”, acrescenta o estudante de engenharia Dane Brouwer, outro coautor do projeto.

Jeito e força

Por baixo dos adesivos, almofadas especializadas ajudam a mão robótica a lidar com a força de Van der Waals aplicada em todos os dedos em vários ângulos diferentes e ao mesmo tempo. Elas são feitas de uma estrutura parecida com uma costela dobrável que se curva com o mínimo de força.

Com essa habilidade, independentemente da localização ou o ângulo de contato, as nervuras do dispositivo se dobram de maneira mais consistente, garantindo a distribuição uniforme de toda a força nas almofadas e evitando que qualquer uma delas deixe o objeto escorregar por entre os dedos durante o processo de pega.

Almofadas nos dedos ajudam a distribuir a força, evitando que a mão robótica esmague os objetos (Imagem: Reprodução/Stanford University)

Outra vantagem, é que os tendões multifunção permitem criar um movimento de pinça hiperestendida. Mãos robóticas convencionais usam a forma de “C” para pegar objetos com a ponta dos dedos, enquanto a FarmHand realiza essa tarefa com a ajuda das almofadas, dando aos adesivos uma superfície de contato muito maior.

“Graças aos avanços da impressão 3D, pudemos testar vários componentes plásticos duros e macios em um período relativamente curto até encontrar os materiais perfeitos. Cinco anos atrás não teríamos conseguido esse feito, ou pelo menos levaríamos muito mais tempo para obter esse resultado”, encerra Wilson Ruotolo.

Fonte: Stanford University

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