Roba´s de micro-tamanho podem ter inaºmeras aplicações valiosas, por exemplo, ajudar humanos durante missaµes de busca e resgate, conduzir procedimentos ciraºrgicos precisos e intervenções agra­colas. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) criaram recentemente um pequeno roba´ voador baseado em uma classe de maºsculos artificiais conhecidos como atuadores de elasta´mero dielanãtrico (DEAs).

Este novo roba´ , apresentado em um artigo publicado no jornal Wiley's Advanced Materials , superou significativamente o desempenho de muitos microssistemas baseados em DEA desenvolvidos no passado. Mais notavelmente, o roba´ pode operar em baixas tensaµes e tem alta resistência, apesar de seu tamanho diminuto.

"Nosso grupo tem uma visão de longo prazo de criar um enxame de robôs semelhantes a insetos que podem realizar tarefas complexas, como polinização assistida e busca e resgate coletivo", disse Kevin Chen, um dos pesquisadores que realizou o estudo. Tech Xplore . "Desde três anos atrás, temos trabalhado no desenvolvimento de robôs aanãreos que são movidos por atuadores macios semelhantes a maºsculos."

Em sua pesquisa anterior, Chen e seus colegas apresentaram vários micro-robôs que podiam voar muito bem, realizando movimentos acroba¡ticos no ar e se recuperando rapidamente após colidir com outros objetos. Apesar desses resultados promissores, os atuadores macios que sustentam esses sistemas exigiam uma alta tensão de acionamento de 2 kV, o que impedia os robôs de operar sem uma fonte de alimentação externa.

"Para voar sem fios, o atuador flexa­vel precisa operar com uma tensão mais baixa", explicou Chen. "Portanto, o objetivo principal de nosso estudo recente foi reduzir a tensão operacional de DEAs semelhantes a maºsculos."

Os atuadores que sustentam o subgrama de roba´ recanãm-desenvolvido do MIT funcionam como um par de capacitores flexa­veis. Em outras palavras, quando uma voltagem éaplicada a eles, uma força eletrosta¡tica comprime os atuadores e os faz deformar, da mesma forma que maºsculos humanos e animais se contraem.

"Este pequeno atuador oscila 400 vezes a cada segundo e seu movimento impulsiona um par de asas batendo, que geram força de sustentação e permitem que o roba´ voe", disse Chen. "Comparado com outros pequenos robôs voadores, nosso roba´ macio tem a vantagem única de ser robusto e a¡gil. Ele pode colidir com obsta¡culos durante o voo e se recuperar e pode fazer uma volta de 360 ​​graus em 0,16 segundos."

Ao desenvolver seu roba´, Chen e seus colegas se inspiraram na natureza e nos intrincados mecanismos biola³gicos que sustentam a locomoção animal. Em última análise, eles desejavam reproduzir artificialmente as capacidades de voo dos insetos, mas com uma voltagem motriz mais baixa do que a necessa¡ria para operar os sistemas que eles criaram no passado.

"Em comparação com o trabalho anterior, a tensão de acionamento dos atuadores suaves éreduzida de 2 kV para 500 V", disse Chen. "Além disso, a elevação la­quida do roba´ aumenta em 80 por cento. Com menor tensão de operação e mais carga útil, este trabalho abre oportunidades para incorporar baterias e eletra´nica de potaªncia. Acreditamos que este trabalho seja um marco importante para o desenvolvimento de robôs aanãreos auta´nomos de energia movidos a soft atuadores . "

O design baseado em DEA introduzido por esta equipe de pesquisadores podera¡ em breve abrir o caminho para o desenvolvimento de micro robôs cada vez mais avana§ados e sem amarras. Por exemplo, pode inspirar a criação de robôs biomimanãticos sofisticados que podem se misturar ao ambiente circundante, incluindo robôs que se assemelham a libanãlulas ou colibris.

"Agora estamos explorando duas direções de pesquisa diferentes", acrescentou Chen. "Em primeiro lugar, continuaremos a reduzir a tensão de operação DEA e nosso pra³ximo objetivo éreduzi-la para menos de 100 V, pois isso abriria mais oportunidades para o projeto de circuitos em miniatura. Em segundo lugar, projetaremos pequenos circuitos e baterias para nosso minaºsculo roba´ . Esperamos que um dia nosso roba´ carregue suas próprias fontes de energia e voe sem fios. "