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May 29, 2023

A fabricação aditiva de robôs leves pode reduzir o desperdício e aumentar o desempenho

17 de maio de 2023 Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

17 de maio de 2023

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por Kat J. McAlpine, Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson

A robótica suave tem várias vantagens importantes sobre as contrapartes rígidas, incluindo as suas características de segurança inerentes - materiais macios com movimentos alimentados por câmaras de ar insufladas e esvaziadas podem ser usados ​​com segurança em ambientes frágeis ou na proximidade de seres humanos - bem como a sua flexibilidade que lhes permite adaptar-se em espaços apertados. Os têxteis tornaram-se um material de escolha para a construção de muitos tipos de robôs macios, especialmente wearables, mas os métodos tradicionais de fabricação de "cortar e costurar" deixaram muito a desejar.

Agora, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) estabeleceram uma nova abordagem para a fabricação aditiva de robótica suave, usando um método de tricô 3D que pode "imprimir" holisticamente robôs macios inteiros. Seu trabalho é relatado em Advanced Functional Materials.

“A comunidade da robótica suave ainda está na fase de busca de abordagens alternativas de materiais que nos permitirão ir além das formas e funções mais clássicas dos robôs rígidos”, diz Robert Wood, autor sênior correspondente do artigo, que é Harry Lewis e Marlyn McGrath. Professor de Engenharia e Ciências Aplicadas na SEAS.

“Os têxteis são atraentes porque podemos ajustar radicalmente as suas propriedades estruturais através da escolha das fibras que os constituem e da forma como essas fibras interagem entre si”, diz Wood.

"Usando métodos de 'cortar e costurar', você precisa fabricar grandes folhas de material têxtil que depois são cortadas em padrões que são montados por costura ou colagem - e isso normalmente envolve um alto nível de trabalho humano", diz Vanessa Sanchez, primeira autora. no papel e um ex-Ph.D. estudante no laboratório de Wood. "Cada costura acrescenta custos e potenciais pontos de falha. Para a fabricação de dispositivos robóticos complexos, isso pode ser um grande desafio."

Sanchez ficou intrigado com o conceito de tricô 3D, que pode produzir peças de roupa sem costura com pouco desperdício de material. Ela se perguntou se o método poderia ser adaptado para criar robôs leves baseados em têxteis.

A equipe adquiriu uma máquina de tricô de cartões perfurados vintage e Sanchez contatou especialistas em tricô da Escola de Design de Rhode Island e da Escola de Design Parsons e do Instituto de Tecnologia de Moda.

Para automatizar o processo de tricô, Sanchez e a equipe também precisaram desenvolver um software que pudesse direcionar o equipamento de tricô – máquinas muitas vezes com várias décadas de existência – para criar estruturas complexas a partir de vários tipos de fios. “Em um caso, tive que enganar o maquinário – usando um programa de software – fazendo-o pensar que meu computador era um disquete”, diz Sanchez. Depois que os experimentos iniciais foram promissores, a equipe mudou para uma máquina automatizada mais moderna.