Uma reviravolta inspirada na lagartixa no manuseio robótico

As sutis forças adesivas que permitem que as lagartixas aparentemente desafiem a gravidade, agarrem-se às paredes e atravessem tetos inspiraram uma equipe de pesquisadores na Coreia do Sul a construir um dispositivo robótico que pode pegar e liberar materiais delicados sem causar danos. A equipe, baseada na Universidade Nacional Kyungpook e na Universidade Dong-A, publicou seu trabalho de pesquisa em Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados. Os pesquisadores esperam que isso possa ser aplicado à transferência de objetos por sistemas robóticos.

O segredo seco, mas pegajoso, do pé de uma lagartixa está em sua camada de minúsculos pelos – feitos de proteínas – chamados microsetas. Esses cabelos têm cerca de 100 micrômetros de comprimento e 5 micrômetros de diâmetro. Cada fio de cabelo se divide em vários ramos que terminam em almofadas triangulares planas chamadas espátulas. As espátulas são tão pequenas que suas moléculas interagem com as da superfície que a lagartixa está subindo. Isso cria forças fracas de atração entre as moléculas, conhecidas como força de van der Waals. Esta força é forte o suficiente para manter a lagartixa no lugar.

A capacidade adesiva inata da lagartixa atraiu a atenção de muitos pesquisadores e inspirou o uso de seu mecanismo de adesão na robótica. Um adesivo seco artificial em forma de cogumelo, que imita esse mecanismo, tem sido usado para coletar materiais de forma robótica. Porém, a força necessária para separar o adesivo da superfície do material pode causar danos ao mesmo, principalmente se o material for frágil, como o vidro.

“Tem havido problemas em conseguir que o adesivo se solte facilmente”, explicou Seung Hoon Yoo, primeiro autor do artigo de pesquisa. “Para explorar esses poderes adesivos em sistemas robóticos, é imperativo que o robô possa não apenas pegar um objeto, mas também se separar dele prontamente para deixar o objeto no local desejado.”

Em seu estudo, a equipe resolveu esse problema de descolamento usando um dispositivo movido a vácuo, feito de borracha de silicone macia. Para destacar o adesivo seco sem danificar o objeto frágil que está sendo movido, foi introduzido um novo método de desprendimento. Este método envolve um movimento de torção e levantamento que retira o adesivo seco da superfície do vidro sem causar nenhum dano a ele. Os pesquisadores descobriram que a adição desse movimento de torção causou uma redução de dez vezes na força necessária para o desprendimento, o que pode ser vital no manuseio de materiais delicados.

Ao realizar testes nos quais o sistema de transferência foi acoplado a um braço robótico, os pesquisadores demonstraram que ele poderia pegar um delicado disco de vidro de uma superfície inclinada, movê-lo para um local diferente e colocá-lo suavemente no chão, sem causar nenhum dano.

“Esperamos que a nossa investigação desperte um interesse significativo por parte da indústria, uma vez que muitas empresas estão muito interessadas na utilização de adesivos secos para fixação temporária e movimentação de componentes, especialmente em aplicações robóticas”, disse Sung Ho Lee, um dos autores do estudo. Ele acrescentou que sua equipe espera servir de ponte entre a pesquisa e a indústria, aplicando-a a aplicações industriais reais e desenvolvendo modelos mais avançados.