A aposta de uma equipe estadunidense para deixar os robôs mais parecidos com humanos está por baixo da pele: os músculos. O grupo da Universidade do Texas em Austin criou uma fibra artificial que pode funcionar como um atuador muscular mais versátil do que os disponíveis atualmente. Ela também tem produção simples e é reciclável, segundo os criadores, que apresentaram a inovação em um artigo publicado na última edição da revista Nature Nano.
Os atuadores são feitos de materiais diversos e mudam de forma quando sofrem um estímulo externo. Normalmente, a produção desses dispositivos envolve processos complexos, com materiais caros e difíceis de encontrar. Robert Hickey, um dos autores do estudo, explica que, para o uso de atuadores como um músculo artificial, é preciso desenvolver versões suaves e leves. “Nosso trabalho é realmente encontrar uma nova maneira de fazer isso”, diz.
O grupo apostou na criação de um polímero em bloco. Para isso, colocou o material em um solvente e, depois, adicionou água. Uma parte do polímero é hidrofílica (atraída pela água), enquanto a outra, é hidrofóbica (resistente à água). Dessa forma, as partes hidrofóbicas do polímero se agrupam para se proteger da água, criando a estrutura do novo músculo.
Fibras similares requerem uma corrente elétrica para estimular as reações que unem as partes. Segundo a equipe americana, essa reticulação química é mais difícil de acontecer, se comparada à solução que eles desenvolveram, criada a partir de uma reação mecânica. Outra vantagem, indicam, é que a reversão do processo é simples e garante que os pedaços da fibra voltem ao estado original, favorecendo o reuso. “A facilidade de fazer essas fibras a partir do polímero e sua reciclabilidade são muito importantes, e é um aspecto que muitas outras pesquisas complicadas de músculos artificiais não cobrem”, compara Manish Kumar, também autor do artigo.
Por acaso
A ideia de usar a fibra na robótica surgiu enquanto a equipe trabalhava em outro projeto. Eles tentavam usar esses polímeros para fazer membranas para a filtragem de água. As estruturas, no entanto, eram muito longas para as membranas projetadas – estendiam até cinco vezes do comprimento original. O grupo percebeu que essa característica era semelhante ao tecido muscular e,então, decidiu mudar o foco do trabalho.
Em testes, o músculo artificial criado se mostrou 75% mais eficiente, em termos de conversão de energia em movimento, quando comparado a outras fibras similares. Segundo os criadores, ele também é capaz de lidar com 80% mais tensão e pode esticar até mais de 900% do seu comprimento antes de quebrar. “Basicamente, você pode construir um membro a partir dessas fibras em um robô que responde a estímulos e devolve energia em vez de usar um motor mecânico. Isso é bom porque, assim, terá um toque mais suave”, indica Kumar.
Esse tipo de braço robótico também poderá ser usado em um exoesqueleto assistivo, ajudando na movimentação de pessoas com perda de força nos braços, ou ser uma espécie de “bandagem autofechável”. Nesse caso, explica Kumar, o músculo seria usado em procedimentos cirúrgicos e se degradaria naturalmente dentro do corpo depois que a ferida cicatrizasse.