O futuro da robótica: os materiais macios estão revolucionando a tecnologia!

O futuro da robótica: os materiais macios estão revolucionando a tecnologia!

A tecnologia robótica desenvolveu-se rapidamente nas últimas décadas. Está surgindo uma tendência inovadora que está revolucionando o uso de materiais macios na robótica. Em vez de aço e alumínio, os robôs macios modernos contam com polímeros viscoelásticos, que possuem propriedades elásticas e viscosas. Esses materiais respondem de maneira diferente à força, sendo que o comportamento mecânico depende da duração e da velocidade da carga, como Universidade de Estugarda comunica.

Os polímeros viscoelásticos abrem novas possibilidades de design para robôs, tornando-os mais flexíveis e adaptáveis. Quando submetidos a carregamentos rápidos, apresentam comportamento elástico, enquanto que durante movimentos mais lentos desenvolvem propriedades mais viscosas. O desenvolvimento desses materiais surge com a necessidade de criar projetos estruturais em escalas milimétricas. Os pesquisadores também precisam entender a fronteira entre a deformação viscoelástica e a instabilidade mecânica para realizar estruturas projetadas propositalmente, conhecidas como metamateriais mecânicos.

A revolução suave

O desenvolvimento de robôs leves faz parte de uma “revolução suave” mais ampla que afeta tanto a robótica quanto a eletrônica. Esta nova tecnologia poderá oferecer vantagens decisivas na interação humano-computador, uma vez que os robôs que dependem de materiais macios podem interagir melhor com o seu ambiente e com as pessoas. O uso de materiais como hidrogéis, que ligam água em redes poliméricas, é particularmente promissor. Eles oferecem propriedades conhecidas da natureza, como a suavidade do tecido cerebral ou a resistência dos tendões, relata. Universidade Johannes Kepler.

Pesquisadores como Christoph Keplinger, da JKU, estão trabalhando em atuadores miméticos musculares e fizeram progressos em mecanismos de autocura. Essas tecnologias permitem o desenvolvimento de pele artificial equipada com sensores de sensação tátil, temperatura e umidade.

Materiais macios no contexto da biomedicina

O potencial dos materiais moles também se estende à biomedicina. Eles poderiam desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento de membros e órgãos artificiais, fornecendo suporte mecânico e possibilitando novos dispositivos de diagnóstico. O uso de sistemas eletrônicos e robóticos baseados em hidrogel biomimético poderia reduzir drasticamente o risco de lesões, especialmente em situações de desastre.

O Conselho Europeu de Investigação já investiu 1,5 milhões de euros em investigação sobre estes temas. Os desenvolvimentos estão a progredir rapidamente e o século XXI poderá ficar na história como a era da matéria mole, como esta Revista da Universidade de Mainz determina.

Formação acadêmica na área de materiais macios

Para apoiar esta tendência, o programa de mestrado internacional “Matéria Suave e Materiais” foi lançado na Universidade Johannes Gutenberg de Mainz e na Universidade Técnica de Darmstadt. O programa teve início no semestre de inverno de 2023/2024 e segue uma abordagem interdisciplinar que integra química, física, ciência dos materiais e matemática. Professores como Regine von Klitzing e Sebastian Seiffert lideram o programa, que é ministrado inteiramente em inglês para atrair estudantes internacionais.

Este curso poderá não só contribuir para a formação de novos cientistas e engenheiros, mas também promover a cooperação com a indústria da região do Reno-Meno, que está ativamente envolvida na investigação no domínio dos materiais macios. Isto estabelece as bases para soluções inovadoras que podem superar desafios tecnológicos e sociais.