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Robôs macios semelhantes a águas-vivas podem superar seus primos do mundo real

Robôs macios semelhantes a águas-vivas podem superar seus primos do mundo real



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Uma equipe de pesquisadores de engenharia inventou robôs macios inspirados em águas-vivas capazes de ultrapassar seus primos da vida real no mar, de acordo com um novo artigo publicado na revista.Tecnologias de Materiais Avançadas.

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Robôs macios inspirados em medusas nadam mais rápido

Desenvolvido em conjunto com pesquisadores da North Carolina State University e da Temple University, os soft medusas-bots fazem uso de uma técnica que usa polímeros pré-tensionados - que fortalecem as proverbiais mãos das pseudo-medusas.

"Nosso trabalho anterior se concentrou em fazer robôs macios inspirados em chitas - e embora os robôs fossem muito rápidos, eles ainda tinham uma espinha interna rígida", disse Jie Yin, professor assistente de engenharia aeroespacial e mecânica da NC State e autor correspondente do novo papel. “Queríamos fazer um robô completamente macio, sem uma espinha interna, que ainda utilizasse o conceito de alternar entre dois estados estáveis ​​para fazer o robô macio se mover com mais força - e mais rápido. E um dos animais que nos inspiraram era a água-viva. "

Juntos, os pesquisadores inventaram seus novos robôs macios a partir de duas camadas unidas de polímero elástico idêntico. A primeira camada foi pré-tensionada (ou esticada), enquanto a segunda não, e continha um canal de ar.

"Podemos fazer o robô 'flexionar' bombeando ar para a camada do canal e controlamos a direção dessa flexão controlando a espessura relativa da camada pré-tensionada", acrescentou Yin.

Robôs medusas de engenharia

Quando a camada protendida é combinada com uma terceira camada livre de tensão (chamada intermediária), ela tenta se mover em uma direção específica. Por exemplo, se pegarmos uma tira polimétrica - pré-tensionada sendo puxada em duas direções - e a anexarmos à camada intermediária, o resultado será uma tira de duas camadas com uma curva para baixo (uma carranca).

Se a tira de duas camadas - também chamada de camada pré-tensionada - for mais fina que a camada do canal de ar, a curva "franzida" se curvará em uma curva sorridente enquanto o ar é bombeado para a camada do canal. Mas se a camada pré-tensionada for mais espessa do que a camada do canal, a chamada carranca ficará cada vez mais extrema à medida que o ar se move para a camada do canal por meio de uma bomba.

Sorrindo ou carrancudo, uma vez que o ar deixa a camada do canal, o material volta a um estado de "repouso" de indiferença.

O vídeo acima mostra o robô-água-viva em ação, além de um robô rastejante com garra raspadora - ambos usam a técnica pré-estressada, de acordo com phys.org.

Jellyfish-bots são rápidos, mas um pouco complicados

Os bots de águas-vivas funcionam da mesma maneira - se assemelhando à maneira como os insetos larvais enrolam seus corpos antes de pular para frente com a energia liberada.

No entanto, os robôs-água-viva são um pouco mais complicados - a camada pré-tensionada em forma de disco é esticada em quatro direções colossais. Além disso, a camada de canal é diferente, consistindo em um canal de ar em forma de anel. O resultado é uma nova cúpula que se assemelha a uma água-viva da vida real.

Quando o robô água-viva "relaxa", a cúpula se curva como uma pequena tigela. Mas quando o ar é bombeado de volta para a camada do canal, a cúpula se curva rapidamente para baixo, empurrando a água para fora e impulsionando toda a engenhoca para a frente no oceano.

Testes experimentais viram o robô-água-viva fazer impressionantes 53,3 milímetros por segundo. Em relação à velocidade média real de uma água-viva de 30 milímetros por segundo, isso vale um pequeno elogio.


Assista o vídeo: 9 semana 5ª ano A e B Prof Leice ERDI (Agosto 2022).