Os robôs suaves imitam o soco do camarão e o salto de pulga para maior poder

Os pesquisadores da SNU aplicam os princípios de camarão e pulgas para criar robôs suaves com movimentos poderosos

Usando o HETRM, a energia pode ser armazenada em uma junta flexível e depois liberada instantaneamente, permitindo que ela envolva objetos, como um polvo. Crédito: Robótica científica (2025). Doi: 10.1126/scirobotics.ado7696

Uma equipe de pesquisa se inspirou nos princípios encontrados na natureza e desenvolveu o “mecanismo de reversão de torque hiperelástico” (HETRM), que permite que os robôs feitos de materiais macios semelhantes a borracha realizem movimentos rápidos e poderosos. Este estudo é publicado em Robótica científicae os pesquisadores foram liderados pelo professor Kyu-Jin Cho do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Nacional de Seul.

O camarão Mantis dá um soco a velocidades de até 90 km/h para quebrar sua presa, enquanto a pulga pode pular para alturas excedendo 200 vezes o comprimento do corpo. O professor Kyu-Jin Cho explicou: “O segredo por trás da capacidade desses organismos de gerar forças poderosas com seus corpos macios está no ‘mecanismo de reversão de torque’, o que permite a troca instantânea da direção da força rotacional aplicada pelos músculos para seus membros.

“Nossa equipe de pesquisa desenvolveu anteriormente robôs inspirados em pulgas capazes de alcançar saltos altos, tanto na terra quanto na água; e este último estudo é particularmente significativo, pois é um avanço que atinge o desempenho poderoso em estruturas suaves e semelhantes a borracha”.

De acordo com a equipe de pesquisa, o princípio central do mecanismo de reversão de torque hiperelástico desenvolvido reside em alavancar as características dos materiais hiperelásticos moles, que rapidamente endurecem à medida que comprimem. A equipe se desenvolveu após a descoberta de que, quando a compressão se concentra em um lado de uma articulação flexível, atinge um ponto crítico em que a energia armazenada é liberada instantaneamente. Eles explicaram que, mesmo com uma estrutura simples que conecta um tendão e um motor a uma articulação flexível, repetitivos e poderosos movimentos de flexão, poderia ser realizada, assim como os cílios encontrados na natureza.

Os pesquisadores da SNU aplicam os princípios de camarão e pulgas para criar robôs suaves com movimentos poderosos

O princípio operacional do mecanismo de reversão de torque hiperelástico (HETRM) envolve a compactação de uma articulação elastomérica até atingir um ponto crítico, onde a energia armazenada é liberada instantaneamente. Crédito: Robótica científica (2025). Doi: 10.1126/scirobotics.ado7696

A equipe de pesquisa expandiu esse princípio e demonstrou várias aplicações práticas. A garra macia utilizando o princípio desenvolvido pode pegar instantaneamente as bolas de pingue-pongue, enquanto outras aplicações incluem um robô que rasteja sobre terrenos acidentados como areia com forte propulsão e um robô que envolve rapidamente objetos como um tentáculo de polvo, mostrando movimentos rápidos e poderosos . Além disso, eles demonstraram um fusível mecânico que é acionado quando a estrutura encontra forças externas não intencionais que excedem um certo limite.

Os autores co-primeiro da pesquisa Wooyoung Choi (atualmente no Naver Labs) e Woongbae Kim (atualmente no Instituto de Ciência e Tecnologia da Coréia) explicou: “O embrulho instantâneo de pulseiras de tapa é impulsionado por uma transição rápida entre dois estados estáveis, conhecidos Como snap-through.

O professor Kyu Jin Cho expressou seu otimismo sobre a pesquisa, afirmando: “Essa tecnologia expandirá os horizontes do design e aplicações de robótica suave”.

Mais informações:
Um mecanismo hiperelástico de reversão de torque para articulações macias com bistabilidade transitória responsiva à compressão, Robótica científica (2025). Doi: 10.1126/scirobotics.ado7696. www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.ado7696

Fornecido pela Universidade Nacional de Seul

Citação: Robôs Soft Mimic Mantis O Punch e o Leap de Flea para adicionar poder (2025, 29 de janeiro) Recuperado em 29 de janeiro de 2025 em https://techxplore.com/news/2025-01-Soft-robots-mimic-mantishrimp.html

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