Robôs biohíbridos combinam componentes biológicos vivos, como músculos, com partes artificiais feitas de materiais sintéticos. Mas, em geral, as máquinas são limitadas na quantidade de movimento e potência que conseguem produzir. Para mudar esse cenário, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), dos Estados Unidos, desenvolveram tendões artificiais feitos de hidrogel resistente e flexível. O trabalho foi publicado na revista Advanced Science. “Estamos introduzindo tendões artificiais como conectores intercambiáveis ​​entre atuadores musculares e esqueletos robóticos”, disse Ritu Raman, professora assistente de engenharia mecânica (MechE) no MIT, ao MIT News. “Essa modularidade pode facilitar o projeto de uma ampla gama de aplicações robóticas, desde ferramentas cirúrgicas em microescala até máquinas exploratórias adaptáveis ​​e autônomas.” O hidrogel foi escolhido para ser usado nos tendões por ser um gel à base de polímero, macio, porém, resistente. Para determinar a resistência e a elasticidade necessárias dos tendões artificiais para que funcionassem no projeto da garra, a equipe de Raman primeiro modelou o projeto como um sistema simples de três tipos de molas, cada uma representando o músculo central, os dois tendões de conexão e a estrutura da garra. Foi atribuída uma certa rigidez ao músculo e à estrutura, valores previamente conhecidos, e essa informação foi usada para calcular a rigidez dos tendões de conexão necessária para movimentar a garra na quantidade desejada. Segundo o MIT News, a partir dessa modelagem, os pesquisadores derivaram uma receita para hidrogel com uma determinada rigidez. Uma vez produzido o gel, eles o cortaram em finos cabos para formar tendões artificiais. Depois, fixaram os tendões em cada extremidade de um pequeno pedaço de músculo cultivado em laboratório, formando uma “unidade músculo-tendão”, e conectaram as extremidades de cada tendão artificial aos dedos de uma garra robótica. Ao estimular a contração do músculo central, os tendões puxaram os dedos da garra, unindo-os. O robô, relatou a equipe, conseguiu pinçar os dedos três vezes mais rápido e com 30 vezes mais força, em comparação com o mesmo modelo sem os tendões de conexão. Esse desempenho foi mantido por mais de 7.000 ciclos (ou contrações musculares). Raman observou que a adição de tendões artificiais aumentou a relação potência/peso do robô em 11 vezes, o que significa que o sistema passou a exigir muito menos força muscular para realizar a mesma quantidade de trabalho. “Basta um pequeno atuador conectado de forma inteligente ao esqueleto. Normalmente, se um músculo for muito mole e estiver preso a algo com alta resistência, ele se romperá antes de mover qualquer coisa. Mas se você o conectar a algo como um tendão que resista ao rompimento, ele poderá transmitir sua força através do tendão e mover um esqueleto que não conseguiria mover de outra forma”, comentou Raman. Agora, a pesquisadora e seus colegas estão avançando para desenvolver outros elementos, como revestimentos protetores semelhantes à pele, para permitir que robôs movidos a músculos funcionem em situações práticas do mundo real. Mais Lidas Robôs biohíbridos combinam componentes biológicos vivos, como músculos, com partes artificiais feitas de materiais sintéticos. Mas, em geral, as máquinas são limitadas na quantidade de movimento e potência que conseguem produzir. Para mudar esse cenário, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), dos Estados Unidos, desenvolveram tendões artificiais feitos de hidrogel resistente e flexível. O trabalho foi publicado na revista Advanced Science. “Estamos introduzindo tendões artificiais como conectores intercambiáveis ​​entre atuadores musculares e esqueletos robóticos”, disse Ritu Raman, professora assistente de engenharia mecânica (MechE) no MIT, ao MIT News. “Essa modularidade pode facilitar o projeto de uma ampla gama de aplicações robóticas, desde ferramentas cirúrgicas em microescala até máquinas exploratórias adaptáveis ​​e autônomas.” O hidrogel foi escolhido para ser usado nos tendões por ser um gel à base de polímero, macio, porém, resistente. Para determinar a resistência e a elasticidade necessárias dos tendões artificiais para que funcionassem no projeto da garra, a equipe de Raman primeiro modelou o projeto como um sistema simples de três tipos de molas, cada uma representando o músculo central, os dois tendões de conexão e a estrutura da garra. Foi atribuída uma certa rigidez ao músculo e à estrutura, valores previamente conhecidos, e essa informação foi usada para calcular a rigidez dos tendões de conexão necessária para movimentar a garra na quantidade desejada. Segundo o MIT News, a partir dessa modelagem, os pesquisadores derivaram uma receita para hidrogel com uma determinada rigidez. Uma vez produzido o gel, eles o cortaram em finos cabos para formar tendões artificiais. Depois, fixaram os tendões em cada extremidade de um pequeno pedaço de músculo cultivado em laboratório, formando uma “unidade músculo-tendão”, e conectaram as extremidades de cada tendão artificial aos dedos de uma garra robótica. Ao estimular a contração do músculo central, os tendões puxaram os dedos da garra, unindo-os. O robô, relatou a equipe, conseguiu pinçar os dedos três vezes mais rápido e com 30 vezes mais força, em comparação com o mesmo modelo sem os tendões de conexão. Esse desempenho foi mantido por mais de 7.000 ciclos (ou contrações musculares). Raman observou que a adição de tendões artificiais aumentou a relação potência/peso do robô em 11 vezes, o que significa que o sistema passou a exigir muito menos força muscular para realizar a mesma quantidade de trabalho. “Basta um pequeno atuador conectado de forma inteligente ao esqueleto. Normalmente, se um músculo for muito mole e estiver preso a algo com alta resistência, ele se romperá antes de mover qualquer coisa. Mas se você o conectar a algo como um tendão que resista ao rompimento, ele poderá transmitir sua força através do tendão e mover um esqueleto que não conseguiria mover de outra forma”, comentou Raman. Agora, a pesquisadora e seus colegas estão avançando para desenvolver outros elementos, como revestimentos protetores semelhantes à pele, para permitir que robôs movidos a músculos funcionem em situações práticas do mundo real. Mais Lidas