Um robô inspirado em um verme baseado em uma estrutura de origami e atuadores magnéticos

Robôs bioinspirados, sistemas robóticos que emulam a aparência, movimentos e/ou funções de sistemas biológicos específicos, podem ajudar a lidar com problemas do mundo real de forma mais eficiente e confiável. Nas últimas duas décadas, os roboticistas introduziram um número crescente desses robôs, alguns dos quais inspirados em moscas-das-frutas, vermes e outros pequenos organismos.

Pesquisadores da Universidade de Petróleo da China (China Oriental) desenvolveram recentemente um robô inspirado em um verme com uma estrutura corporal baseada na arte oriental de dobradura de papel do origami. Este sistema robótico, introduzido em Bioinspiração e Biomiméticaé baseado em atuadores que respondem a forças magnéticas, comprimindo e dobrando seu corpo para replicar os movimentos dos vermes.

“A robótica leve é ​​um campo promissor ao qual nosso grupo de pesquisa tem prestado muita atenção”, disse Jianlin Liu, um dos pesquisadores que desenvolveu o robô, ao Tech Xplore. “Ao revisar a literatura de pesquisa existente no campo, descobrimos que robôs biônicos, como robôs inspirados em vermes, eram um tópico que valia a pena explorar. Assim, decidimos fabricar um robô de origami semelhante a um verme com base nas literaturas existentes. Depois de projetar e revisando várias estruturas diferentes, optamos por focar em um padrão de tricô específico para o nosso robô.”

O robô inspirado em vermes criado por Liu e seus colegas consiste em uma espinha dorsal baseada em origami, 24 folhas magnéticas dentro de seu corpo e dois ímãs NdFeB na parte externa de seu corpo. A espinha dorsal do robô foi criada seguindo um padrão de origami de tricô de papel.

Quando exposto a forças magnéticas, o corpo do robô se deforma e se comprime, resultando em padrões de locomoção que se assemelham aos de minhocas e outros organismos rastejantes semelhantes a vermes. Por ser baseado principalmente em papel e ímãs, o sistema é de baixo custo, fácil de fabricar e pesa muito pouco.

“A estrutura de origami proposta neste artigo reproduz tanto a aparência quanto a estrutura de vermes e outras criaturas parecidas com vermes”, explicou Liu. “Vários robôs introduzidos nos últimos anos são baseados em atuação magnética, e esses robôs podem ser valiosos para diferentes aplicações, por exemplo, para limpeza de dutos e outros ambientes restritos. Nosso trabalho pode enriquecer amplamente o campo de robôs de origami e inspirar o desenvolvimento de novos equipamentos avançados .”

Nas simulações iniciais, os pesquisadores usaram seu robô para produzir três tipos diferentes de movimento, que eles apelidaram de inchworm, Omega e híbrido. Esses diferentes estilos de locomoção podem permitir que uma versão mais avançada de seu robô lide com eficácia com diferentes tipos de tarefas, por exemplo, evitando obstáculos, escalando paredes, rastejando dentro de canos ou entregando pequenos pacotes.

No futuro, Liu e seus colegas planejam melhorar ainda mais o design de seus robôs e criar sistemas robóticos bioinspirados mais avançados. Além disso, eles esperam que seu trabalho inspire outras equipes de pesquisa a criar robôs semelhantes inspirados em vermes que possam ajudar a resolver uma ampla gama de problemas do mundo real com mais eficiência.

“O desenvolvimento de robôs de origami baseados em vermes biônicos é um tópico de pesquisa promissor e pretendo explorá-lo ainda mais em meu trabalho futuro”, acrescentou Liu. “Por exemplo, eu gostaria de projetar mais protótipos de robôs de origami com recursos especificamente inspirados em minhocas ou outros vermes, que poderiam ser valiosos para aplicações específicas. Finalmente, focar em outros métodos de atuação também poderia enriquecer nossa pesquisa.”

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