Esta pinça impressa em 3D não precisa de eletrônicos para funcionar

Esta pinça robótica macia não é apenas impressa em 3D em uma única impressão, mas também não precisa de nenhum componente eletrônico para funcionar.

O dispositivo foi desenvolvido por uma equipe de roboticistas da Universidade da Califórnia em San Diego, em colaboração com pesquisadores da empresa BASF, que detalharam seu trabalho em uma edição recente da Science Robotics.

Os pesquisadores queriam projetar uma pinça macia que estivesse pronta para uso assim que saísse da impressora 3D, equipada com sensores de gravidade e toque integrados. Como resultado, a pinça pode pegar, segurar e soltar objetos. Não existia tal pinça antes deste trabalho.

“Projetamos funções para que uma série de válvulas permitissem que a garra agarrasse no contato e liberasse no momento certo”, disse Yichen Zhai, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Robótica e Design Bioinspired da Universidade da Califórnia em San Diego e do Laboratório de Design e Robótica Bioinspirada da Universidade da Califórnia em San Diego. autor principal do artigo, publicado na edição de 21 de junho da Science Robotics. “É a primeira vez que uma pinça deste tipo consegue agarrar e soltar. Tudo o que você precisa fazer é girar a pinça horizontalmente. Isso desencadeia uma mudança no fluxo de ar nas válvulas, fazendo com que os dois dedos da pinça se soltem.”

Esta lógica fluídica permite ao robô lembrar quando agarrou um objeto e está segurando-o. Ao detectar o peso do objeto empurrando para o lado, ao girar para a horizontal, ele libera o objeto.

A robótica suave mantém a promessa de permitir que os robôs interajam de forma segura com humanos e objetos delicados. Esta garra pode ser montada em um braço robótico para aplicações de fabricação industrial, produção de alimentos e manuseio de frutas e vegetais. Também pode ser montado em um robô para tarefas de pesquisa e exploração. Além disso, pode funcionar sem amarras, tendo uma garrafa de gás de alta pressão como única fonte de energia.

A maioria dos robôs macios impressos em 3D geralmente apresenta um certo grau de rigidez; contêm um grande número de vazamentos quando saem da impressora; e precisam de uma quantidade razoável de processamento e montagem após a impressão para serem utilizáveis.

A equipe superou esses obstáculos desenvolvendo um novo método de impressão 3D, que envolve o bico da impressora traçando um caminho contínuo através de todo o padrão de cada camada impressa.

“É como desenhar uma imagem sem nunca tirar o lápis da página”, disse Michael T. Tolley, autor sênior do artigo e professor associado da Escola de Engenharia Jacobs da UC San Diego.

Este método reduz a probabilidade de vazamentos e defeitos na peça impressa, muito comuns na impressão com materiais macios.

O novo método também permite a impressão de paredes finas, de até 0,5 milímetros de espessura. As paredes mais finas e as formas curvas complexas permitem uma maior faixa de deformação, resultando em uma estrutura geral mais macia. Os pesquisadores basearam o método no caminho euleriano, que na teoria dos grafos é uma trilha em um gráfico que toca cada borda desse gráfico uma vez e apenas uma vez.

“Quando seguimos essas regras, fomos capazes de imprimir consistentemente robôs pneumáticos funcionais com circuitos de controle integrados”, disse Tolley.

Fabricação digital de desktop de dispositivos robóticos macios monolíticos autônomos com circuitos de controle fluídicos incorporados

Yichen Zhain, Jioayao Yan, Benjamin Shih, Michael T. Tolley, Universidade da Califórnia em San Diego

Albert De Boer, Martin Faber, Joshua Speros, Rohini Gupta, BASF

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