Pesquisadores descobrem nova lei da física que pode aumentar sensibilidade de dispositivos robóticos. Entenda - Programadores Brasil
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Pesquisadores descobrem nova lei da física que pode aumentar sensibilidade de dispositivos robóticos. Entenda

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Embora dispositivos robóticos sejam usados ​​em tudo, desde linhas de montagem até medicina, a engenharia é norteada por três preocupações básicas. São elas: o desgaste, o atrito e a lubrificação das máquinas, onde estão inclusos os robôs. O atrito que ocorre quando mãos robóticas são utilizadas para segurar objetos na presença da umidade, por exemplo, era um problema que parecia não ter solução. Mas, um grupo de pesquisadores da North Carolina State University descobriram uma nova lei da física responsável por esse tipo de atrito. O resultado, portanto, deve promover agora uma ampla gama de tecnologias robóticas.

Pesquisadores descobrem nova lei da física que pode aumentar sensibilidade de dispositivos robóticos. (Imagem: Divulgação/Nature Materials)

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“Nosso trabalho abre porta para criação de dispositivos hápticos e robóticos mais confiáveis ​​e funcionais em aplicações como telecirurgia e manufatura”, disse a engenheira química e biomolecular Lilian Hsiao. A pesquisadora é coautora do estudo publicado na revista Nature Materials.

Dispositivos robóticos e o atrito

Então, o que está em questão é algo chamado de lubrificação elasto-hidrodinâmica (EHL). Ou seja, é a fricção que ocorre quando duas superfícies sólidas entram em contato com uma fina camada de fluido entre elas. Isso inclui a fricção que ocorre quando você esfrega as pontas dos dedos uma na outra, com o fluido sendo uma fina camada de óleo que ocorre naturalmente em sua pele. Mas, também pode se aplicar a uma garra robótica levantando um objeto que foi coberto com óleo ou a um dispositivo cirúrgico que está sendo usado dentro do corpo humano.

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Portanto, um dos motivos pelos quais o atrito é importante é porque nos ajuda a segurar as coisas sem deixá-las cair. “Entender o atrito é intuitivo para os humanos, mesmo quando estamos manuseando pratos com sabão”, explicou Hsiao. “Mas é extremamente difícil levar em conta o atrito EHL ao desenvolver materiais que controlam as capacidades de agarramento em robôs.”

Mesmo com o uso de impulsos controlados pelo cérebro, mãos robóticas para amputados terão melhor desempenho.
Mãos robóticas para amputados terão melhor desempenho com nova descoberta. (Imagem: University of Michigan Engineering/Robert Coelius/Divulgação )

No entanto, para desenvolver materiais que ajudassem a controlar o atrito EHL, os engenheiros precisariam de uma estrutura que pudesse ser aplicada uniformemente a uma ampla variedade de padrões, materiais e condições operacionais dinâmicas. E é exatamente isso que os pesquisadores descobriram.

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“Essa lei pode ser usada para explicar o atrito EHL e pode ser aplicada a muitos sistemas macios diferentes, desde que as superfícies dos objetos sejam padronizadas”, comentou a coautora do estudo. Para esclarecer, nesse contexto, os padrões de superfície podem ser qualquer coisa, desde as superfícies ligeiramente elevadas nas pontas dos dedos até as ranhuras na superfície de uma ferramenta robótica.

Princípio do atrito EHL nos dispositivos robóticos

Então, o novo princípio físico, desenvolvido em conjunto por Lilian Hsiao e seu aluno de graduação Yunhu Peng, faz uso de quatro equações para explicar todas as forças físicas em jogo na compreensão do atrito EHL em dispositivos robóticos. No artigo, a equipe de pesquisa demonstrou a lei em três sistemas: dedos humanos; uma ponta de dedo robótica bioinspirada; uma ferramenta chamada triborreômetro, usada para medir as forças de atrito.

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Dedos robóticos usados em microcirurgias se beneficiarão do princípio físico agora descoberto.
Dedos robóticos usados em microcirurgias se beneficiarão do princípio físico agora então descoberto. (Imagem: MIT Technology Review/Reprodução)

“Esses resultados são muito úteis em mãos robóticas que possuem controles mais diferenciados para lidar com processos de manufatura de maneira confiável”, explicou Hsiao. “E tem aplicações óbvias no campo da telecirurgia, em que os cirurgiões controlam remotamente dispositivos robóticos para realizar procedimentos cirúrgicos, por exemplo. Vemos isso como um avanço fundamental para a compreensão do toque e para controlar o toque em sistemas sintéticos”, concluiu.

*Com informações, Nature Materials.


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