Parece um fio: motor flexível milimétrico consegue dobrar dedo robótico e levanta barra de chocolate

Pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, criaram um motor elétrico flexível com espessura de 1 a 3 milímetros. Parecido com um fio, o dispositivo pode ser incorporado a tecidos e funcionar como um músculo para roupas robóticas, próteses leves e sistemas de realidade virtual. Batizado de FiberMotor, o motor transforma eletricidade diretamente em movimentos de puxar e empurrar. A tecnologia dispensa as engrenagens e transmissões rígidas usadas para converter a rotação dos motores convencionais em deslocamentos lineares. Nos testes, um único FiberMotor sustentou uma carga de aproximadamente 75 gramas. Um conjunto de quatro unidades levantou uma barra de chocolate de 46 gramas e dobrou um dedo robótico acionado por tendões. Os pesquisadores também integraram o dispositivo a uma roupa experimental ajustada ao joelho. O trabalho de Sylvain Schaller e Herbert Shea foi publicado na revista científica Advanced Materials e apresentado pela EPFL. Um telescópio de 3 milímetros O FiberMotor é formado por duas fibras ocas encaixadas uma dentro da outra. Cada uma delas é envolvida por eletrodos feitos com fios de cobre isolados, pouco mais grossos que um fio de cabelo. Quando a tensão elétrica é aplicada, forças eletrostáticas alinham sucessivamente esses eletrodos. O movimento faz a fibra interna deslizar dentro da externa, em um mecanismo semelhante ao de um telescópio. A sequência dos pulsos elétricos determina a direção, enquanto a frequência controla a velocidade. Nos experimentos sem carga, o motor ultrapassou 85 milímetros por segundo. Seu alcance não depende de quanto o material consegue esticar ou se contrair, como ocorre em outros músculos artificiais. O deslocamento é limitado principalmente pelo comprimento das próprias fibras. O dispositivo também é bidirecional e pode ceder quando recebe uma força contrária. Se uma pessoa fizer um movimento inesperado ou oposto ao acionamento de uma roupa robótica, as fibras deslizam entre si em vez de travar. Essa característica pode tornar a interação com o corpo mais natural e segura. “Nosso FiberMotor é o primeiro motor deslizante em formato de fibra. Ele produz força suficiente para acionar dispositivos de robótica macia e permanece silencioso, flexível e bidirecional”, diz Herbert Shea, chefe do Laboratório de Transdutores Macios da EPFL. Quatro motores levantam uma barra de chocolate A arquitetura permite reunir vários FiberMotors em feixes, ampliando a força sem concentrar o mecanismo em uma peça rígida. Em uma roupa assistiva, dezenas ou centenas dessas fibras poderiam ser distribuídas pelo tecido para auxiliar movimentos em diferentes pontos do corpo. As aplicações previstas incluem exoesqueletos macios para pessoas com dificuldade de locomoção, próteses leves e roupas capazes de produzir sensações físicas em ambientes de realidade virtual. O protótipo incorporado ao joelho mostrou que o motor continua funcionando mesmo curvado e acompanhando o formato do corpo. A tecnologia ainda depende de uma fonte externa de alta tensão. Os protótipos também operam sem sensores que permitam corrigir automaticamente movimentos ou passos perdidos quando a carga supera sua capacidade. Os pesquisadores relatam vida útil superior a mil ciclos nos testes mais comuns, com algumas unidades funcionando continuamente por 24 horas. A equipe agora trabalha em eletrodos mais finos, materiais mais resistentes e sistemas de controle capazes de interpretar a posição e a intenção de movimento do usuário. Schaller também fundou a startup Elecsyor para tentar levar o FiberMotor ao mercado. Mais Lidas