Robô de origami inspirado na biologia carrega 1.700x seu peso

Robô biomimético de origami

Robôs inspirados na biologia, ou biomiméticos, e robôs feitos com técnicas de origami já se incorporaram ao dia a dia não apenas da robótica, mas também de vários tipos de mecanismos e sistemas de automação.

Mas Wenzhong Yan e colegas da Universidade da Califórnia de Davis, nos EUA, queriam ver as duas coisas juntas, e o resultado não poderia ser melhor.

Depois de vários projetos, Yan desenvolveu um robô do tamanho de um inseto, sem nenhum componente eletrônico, que consegue saltar continuamente usando apenas a energia da luz. E ele ainda consegue saltar levantando peso – muito peso.

O robô é feito principalmente de um elastômero de cristal líquido, um material macio semelhante à borracha que muda de forma quando exposto à luz, podendo armazenar e liberar energia quando combinado com um feixe curvo especial. Quando a luz incide sobre o robô, o material se dobra, liberando repentinamente toda a energia acumulada – é um princípio que imita as cápsulas de sementes de algumas plantas.

Para impulsionar o salto, o material muda de formato, criando uma sombra para a luz de acionamento. Quando a luz é bloqueada, o material retorna automaticamente à sua forma original, pronto para um novo salto.

E, apesar de sua aparência frágil e delicada, o robô é resiliente e durável, tendo saltado repetidamente 188 vezes. “Isso foi emocionante e uma surpresa. Eu não tinha planejado isso,” contou Yan.

Yan propôs vários tipos de robôs autônomos. No sentido horário, a partir do canto superior esquerdo: Um robô nadador, um robô que agarra objetos, um robô locomotor e um robô rastejante.
[Imagem: Wenzhong Yan et al. – 10.1002/adma.202519669]

Robótica promissora

Mas foi na capacidade de levantar pesos que o robô biomimético de origami realmente impressionou. O pesquisador teve a ideia de adicionar peso ao robô, para medir o quanto isso reduziria sua capacidade de salto.

Para uma nova surpresa, não houve perda de desempenho, mesmo quando o robô recebeu uma carga de até 1.700 vezes o seu próprio peso. Isso equivale a aproximadamente 300 miligramas, mais ou menos o peso de um clipe de papel – o robô continuou saltando e de forma robusta.

Com tantos resultados positivos, os planos agora são de saltar ainda mais alto: “No futuro, tentarei criar um robô semelhante a um humano ou a animais, que seja muito robusto e capaz de realizar tarefas úteis,” disse Yan.

De fato, o que é mais promissor neste desenvolvimento é a técnica de fabricação, baseada em um processo para construir robôs dobráveis totalmente autônomos sem depender de chips ou qualquer eletrônica. Em vez disso, esses robôs bioinspirados feitos com técnicas de origami podem alcançar comportamento autônomo incorporando sensores, controle e atuadores diretamente em seus materiais e estrutura.

Em termos de tarefas úteis para a versão atual, o pesquisador imagina aplicações ambientais: “A ideia geral é [que eles carregariam] um sensor e saltariam continuamente. Assim que detectassem fumaça ou chamas, enviariam um sinal para alguém monitorando incêndios florestais. Basicamente, seria um sistema de rede dinâmico e distribuído capaz de detectar diversos fatores ambientais.”

Robôs como esses também poderiam entrar em prédios desabados, áreas tóxicas ou radioativas, ou em espaços subterrâneos estreitos.