Pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveram um novo tipo de material impresso em 3D para aplicações robóticas, que é biodegradável e capaz de se autorregenerar. O objetivo é que ele seja utilizado no desenvolvimento de aplicações que requerem tecidos macios, como mão artificiais.

Conforme descrito no artigo publicado da revista acadêmica NPG Asia Materials, o material gelatinoso de baixo custo é capaz de sentir tensão, temperatura e umidade. Uma das vantagens em relação aos robôs já existentes capazes de se autorregenerar é o fato de que o material consegue se reparar parcialmente à temperatura ambiente.

As tecnologias de sensoriamento são ferramentas promissoras para o campo da robótica, interfaces táteis, dispositivos vestíveis e outras aplicações. O principal desafio, no entanto, é que a maioria das soluções existentes não oferecem uma alta durabilidade e consomem uma grande quantidade de energia. 

De acordo com os autores do artigo, incorporar sensores macios à robótica permite obter muito mais informações. É possível analisar, por exemplo, como a tensão nos músculos de um indivíduo permite que o cérebro saiba qual é o estado atual do corpo.

Custos baixos e resultados promissores

Os pesquisadores de Cambridge afirmam que o objetivo é desenvolver materiais macios de sensoriamento e que se autorregeneram para a construção de mãos e braços robóticos. Esse tipo de material seria capaz de identificar danos e agir para se curar por conta própria, sem a necessidade de qualquer tipo de interação humana. 

Imagem retirada da nota de apresentação da pesquisa.
Foram realizados diversos testes sobre como incorporar sensores neste material, adicionando uma grande quantidade de componentes condutores. 

Uma das vantagens do novo material é a sua capacidade de se reparar à temperatura ambiente, enquanto versões anteriores desses robôs precisam ser aquecidas para que o processo ocorra. 

Os autores do estudo explicam que eles utilizaram um material gelatinoso, flexível e que, além de ser barato, é biodegradável e biocompatível. Foram realizados diversos testes sobre como incorporar sensores neste material, adicionando uma grande quantidade de componentes condutores. 

Ao analisar os resultados, os cientistas descobriram que os sensores que continham cloreto de sódio em vez de tinta de carbono apresentaram as propriedades que eles buscavam. Como o sal é solúvel no hidrogel composto por água, ele oferece um canal uniforme para a condução iônica. 

Aplicações futuras

Em relação à resistência elétrica, os experimentos mostraram que alterações na tensão resultaram em uma resposta altamente linear, o que permitiu calcular as deformações do material.

A adição do sal também aumentou a detecção de tensão em mais de três vezes em relação ao sensor original, permitindo que o material pudesse ser incorporado em dispositivos robóticos flexíveis.

Os materiais que se autorregeneram são considerados uma alternativa preferível a muitas soluções existentes. Além de serem baratos e fáceis de serem fabricados, eles apresentam uma força e estabilidade de longo prazo, podendo ser produzidos a partir de materiais amplamente disponíveis. 

Por enquanto, o material é apenas uma prova de conceito. Ainda assim, considerando que ele é capaz de aderir a uma grande variedade de outros materiais, ele poderia ser facilmente incorporado a outros projetos de robótica, como peles artificiais e sensores vestíveis biodegradáveis. 

A pesquisa de Cambridge faz parte do projeto Self-Healing Soft Robotics (SHERO), que é financiado pelo programa Future and Emerging Technologies (FET) da Comissão Europeia.

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