Transformers da vida real usam metal líquido para morfar
Por Gustavo Minari • Editado por Douglas Ciriaco |
Pesquisadores da Universidade Estadual da Virginia (Virgina Tech), nos EUA, desenvolveram veículos terrestres autônomos que se transformam em drones voadores. Os “transformers” da vida real utilizam metal líquido e borracha para alterar sua própria forma física em apenas alguns segundos.
- Exoesqueleto "transformer" vira carrinho motorizado para ajudar operários
- Metal líquido ajuda a dar sensação de toque a mãos artificiais
O novo mecanismo criado pelos cientistas aproveita as característica desses dois materiais para alterar o estado das peças sem precisar usar motores potentes, engrenagens pesadas ou polias mecânicas que dificultam essa metamorfose e atrapalham a transformação de equipamentos maiores.
"Quando começamos o projeto, queríamos um material que pudesse fazer três coisas: mudar de forma, manter essa forma e depois retornar à configuração original. Um dos desafios foi criar um composto macio o suficiente para mudar drasticamente de forma, mas razoavelmente rígido para produzir máquinas adaptáveis, capazes de desempenhar diferentes funções", explica o professor de engenharia mecânica Michael Bartlett.
Autobots de verdade
Para criar uma estrutura que pudesse ser transformada, os pesquisadores se inspiraram no kirigami — arte japonesa de criar formas cortando papel, em vez de dobrá-lo como no origami. Ao observar a força desses padrões em borrachas e compósitos metálicos, a equipe desenvolveu uma arquitetura com um modelo geométrico repetido.
Uma liga metálica com baixo ponto de fusão foi incorporada a uma pele de borracha, permitindo que o material mantivesse sua forma. Para que ele retornasse ao seu formato original, os cientistas inseriram aquecedores macios ao lado da malha metálica presente na estrutura do robô.
“Os aquecedores fazem com que o metal seja convertido em líquido a 60 °C, ou 10% da temperatura de fusão do alumínio. A pele de elastômero mantém o metal derretido no lugar, e então puxa o material de volta para a forma original, revertendo o alongamento. Quando o metal esfria, ele também contribui para manter o formato da estrutura”, acrescenta Bartlett.
Em tempo real
Os pesquisadores também concluíram que a mudança de forma pode ser alcançada rapidamente. Durante os testes, após o impacto de uma bola, a estrutura do robô mudou e foi mantida nesse novo formato em menos de um décimo de segundo. Além disso, quando o material é quebrado, ele pode se autocurar derretendo o exoesqueleto de metal.
Para provar a eficácia do sistema, os cientistas também criaram um drone totalmente funcional que se transforma de veículo terrestre em aéreo em um piscar de olhos. O mais interessante é que o robô pode mudar de forma por repetidas vezes sem deformar sua estrutura permanentemente.
"Estamos entusiasmados com as oportunidades que este material apresenta para robôs multifuncionais. Esses compósitos são fortes o suficiente para suportar as forças de motores ou sistemas de propulsão, mas podem se transformar prontamente, o que permite que as máquinas se adaptem ao ambiente", encerra o professor Michael Bartlett.
Fonte: Virginia Tech