De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, inspirados em tatus, desenvolveram uma estrutura de proteção robótica chamada "módulo de proteção com intertravamento morfológico" (morpho-interlocking protective module, MIPM), que se enrola automaticamente em uma bola protetora ao detectar deformação, protegendo dispositivos eletrônicos internos ou outras cargas.
Robôs macios e dispositivos eletrônicos flexíveis são frequentemente frágeis durante o uso. Este estudo visa fornecer proteção mecânica eficaz para essas tecnologias quando necessário, enquanto permitem seu funcionamento normal. O autor correspondente do artigo, Yong Zhu, Professor Distinto Andrew A. Adams do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade Estadual da Carolina do Norte (North Carolina State University), afirmou que o objetivo da pesquisa é desenvolver uma solução que permita que tecnologias frágeis funcionem normalmente e sejam protegidas quando necessário.
O primeiro autor do artigo, Jianyu Zhou, pesquisador de pós-doutorado na Universidade Estadual da Carolina do Norte, destacou que, em estado relaxado, a estrutura é bastante flexível, mas pode ser ativada para se curvar em uma estrutura externa rígida. Esta tecnologia pode ser usada para proteger vários objetos, cobrindo basicamente qualquer objeto que ela consiga enrolar.
O MIPM é composto por três camadas básicas. A camada externa (exoesqueleto) consiste em uma série de escamas curvas segmentadas feitas de resina impressa em 3D. A camada intermediária de "sensoriamento e atuação" contém quatro partes: um elastômero de cristal líquido (LCE) que encolhe quando aquecido; um sensor de deformação de polímero elástico embutido com nanofios de prata; uma camada de fita de poliimida que se expande quando aquecida; e uma fina camada de tecido condutor que atua como "aquecedor". A camada do endoesqueleto é composta por papel pesado dobrado em uma série de cristas, que fixam uma fileira de "escamas segmentadas" de polímero rígido no lugar.
Quando o sensor de deformação detecta um toque ou impacto, ele envia um sinal para a unidade de controle, que então fornece energia à camada do aquecedor. Após o aquecimento da camada do aquecedor, a camada de LCE encolhe e a camada de fita de poliimida se expande, fazendo com que toda a estrutura se curve, e o MIPM finalmente se enrola em um anel protetor, com o exoesqueleto voltado para fora.
"Quando as camadas se enrolam em um círculo, as escamas segmentadas no endoesqueleto do MIPM se intertravam, formando um 'esqueleto' interno robusto que aumenta a estabilidade da estrutura," disse Zhou Jianyu.
Nos testes de prova de conceito, o MIPM funcionou conforme o esperado, com a camada do sensor detectando com sucesso o aumento da deformação e acionando a transformação em uma casca protetora. O estudo também descobriu que aumentar o número de escamas segmentadas no endoesqueleto melhora significativamente a rigidez e a resistência interna da estrutura. Yong Zhu afirmou que, por meio de design guiado mecanicamente, foi estabelecido um equilíbrio entre a segmentação do endoesqueleto e a leveza da estrutura; por exemplo, 10 escamas segmentadas podem suportar uma força de aproximadamente 10 newtons.
O artigo intitulado "Armadillo-Inspired Active Morphing Skeletons for Soft Machines" (Esqueletos de Morfologia Ativa Inspirados em Tatus para Máquinas Macias) foi publicado em 27 de maio na revista de acesso aberto Science Advances (Avanços da Ciência). Os coautores do artigo incluem o pesquisador de pós-doutorado da Universidade Estadual da Carolina do Norte, Weixin Zhou, os estudantes de doutorado Seol‐Yee (Jennifer) Lee e Ali Akbari, e o ex-aluno de doutorado da Universidade Estadual da Carolina do Norte, agora professor assistente de engenharia mecânica no Instituto de Tecnologia da Flórida (Florida Institute of Technology), Shuang Wu.
Este trabalho de pesquisa foi apoiado por financiamento da Fundação Nacional de Ciências (National Science Foundation) (número 2134664) e do Departamento de Defesa (Department of Defense) (número W81XWH-21-1-0185).
Este texto foi elaborado por Wedoany. Qualquer citação por IA deve indicar a fonte “Wedoany”. Em caso de infração ou outros problemas, informe-nos prontamente, por favor. O conteúdo será corrigido ou removido. E-mail: news@wedoany.com
