Carolina Monteiro*
postado em 20/05/2019 06:00
Com o aumento da população idosa, há uma demanda crescente por cuidadores. Assim como tem aumentado a necessidade de apoio integral a esses clientes tanto em hospitais e asilos quanto em casa. Robôs são comercializados para executar tarefas do tipo e ;trabalham; monitorando os donos. Mas a estrutura rígida desses androides impede a interação segura com humanos, limitando a assistência. Além disso, uma das maiores dificuldades é o acesso a essa tecnologia, ainda considerada de alto custo.
Pensando nas dificuldades envolvidas nessas estruturas, cientistas do Departamento de Engenharia Industrial e Biomédica da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, desenvolveram robôs com corpos deformáveis e macios, fabricados em impressoras 3D convencionais. Segundo os criadores, o novo método poderá aumentar a acessibilidade à tecnologia, permitindo que qualquer um fabrique o próprio robô macio
;A máquina macia arquitetada em 3D pode executar movimentos complexos, como agarrar ou engatinhar com facilidade, e esse trabalho constitui um passo em direção ao desenvolvimento de robôs macios, autônomos e leves;, frisa Ramses Martinez, professor-assistente de engenharia industrial, biomédica da universidade americana e principal autor do estudo, divulgado, mês passado, na revista científica Advanced Functional Materials.
[SAIBAMAIS]A estrutura flexível dos robôs permite que eles se adaptem a ambientes muito pequenos e estreitos, ou seja, podem se remodelar assim que tocados. Em experimentos, protótipos foram esticados em mais de 900% do comprimento original e voltaram ao formato normal. A possibilidade de movimento também é grande. Um robô em formato de mão, por exemplo, poderá agarrar objetos ; pegar uma bengala, por exemplo. Encaixada na ponta do mesmo acessório, a solução flexível, ao se movimentar como se estivesse rastejando, facilitará a locomoção do idoso.
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A equipe cogita outras aplicações, como monitorar bebês e locais de desastre. A estrutura flexível dos robôs permitirá que eles se adaptem a ambientes muito pequenos e estreitos, ou seja, poderão se remodelar assim que tocados e ajudar na busca e no resgate de vítimas de um desabamento, por exemplo.
Produção simples
O processo de design dos robôs macios é simples e envolve poucas etapas, ressaltam os criadores. Primeiro, é criado um arquivo em um software de desenho assistido por computador (DAC) com o formato pretendido. Há ainda a possibilidade de fazer o download de uma imagem da internet. Depois, é preciso modificar as propriedades do modelo DAC (Leia Para saber mais), como contração, torção e flexão, para padronizar a atuação do robô macio. Algumas áreas da imagem são pintadas para destacar em quais direções as diferentes juntas do robô macio poderão se mover.
Por último, é aplicado um algoritmo padrão, chamado Voronoi, para a impressão em 3D na superfície do modelo do robô. Esse algoritmo leva apenas alguns segundos para converter o modelo DAC em uma máquina macia arquitetada em 3D e que pode ser impressa usando qualquer impressora tridimensional convencional.
Segundo Martinez, em outras soluções, o processo de fabricação em 3D faz a distribuição de materiais de diferentes elasticidades sobre a base do robô, o que aumenta os custos e limita o uso. ;Dessa forma, as máquinas precisam se mover em ;direções programadas;. Isso significa que os materiais usados para fazer um robô macio precisam ter elasticidades diferentes, de modo que ele se dobre não só em uma direção;, compara.
Avanços e riscos
Fabricados, os robôs se movem como seres humanos. Dependem de minimotores que puxam linhas de náilon amarradas às extremidades de seus membros para se movimentar suavemente. Ramses Martinez assegura que essa é a primeira invenção que usa como base a superfície arquitetada de um robô para criar máquinas flexíveis completamente impressas em 3D. ;A incorporação de estruturas que parecem tendões em uma superfície oca arquitetada em 3D nunca foi explorada antes;, frisa.
Carla Cavalcante, professora-associada no Departamento de Ciência da Computação da Universidade de Brasília (UnB) e PhD em imagem, visão e robótica pelo Institut Polytechnique de Grenoble, na França, acredita que o uso de impressoras tridimensionais facilita muito o processo de esboço e prototipagem de robôs, pois as peças podem ser projetadas, manufaturadas e testadas rapidamente.
Apesar disso, a especialista afirma que ainda existe perigo. ;São máquinas dotadas de movimento controladas por computador. Portanto, os riscos inerentes a qualquer máquina móvel também existem, como colisões, impactos, falhas mecânicas e eletrônicas, assim como os riscos inerentes a qualquer sistema computacional, por exemplo, falhas de software, interferência eletromagnética e falta de energia;, explica.
Resistência humana pode ser entrave
A impressão em 3D de peças flexíveis, como a proposta pelos cientistas americanos na revista científica Adavanced Functional Materials, não é nova. Segundo o professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Brasília (UnB) José Edil Guimarães, a tecnologia está em fase de aperfeiçoamento. Há, porém, um outro obstáculo a ser vencido: a resistência dos humanos. Para o especialista, a aceitação de mudanças muito bruscas nessa área não será fácil. ;Por esse motivo, acredito que não veremos robôs tão reais no curto prazo. Esse estudo me parece ser uma mudança muito brusca, assim como os carros autônomos. Com o tempo, as tecnologias irão sendo gradativamente aceitas;, justifica.
O ganho de tempo livre é uma grande característica em prol das máquinas. Segundo José Edil Guimarães, ter ferramentas, como os robôs, que aumentam a produtividade em áreas diversas permite que os seres humanos possam se dedicar a outras coisas. ;Cada robô que entra em operação libera um ser humano para fazer algo que ainda não sabemos como automatizar. Em geral, tarefas mais intelectuais, como ensinar, compor músicas e fazer obras artísticas. Por isso, costumo dizer que mais robôs são iguais a mais educação, mesmo que você nunca venha a ver um robô substituindo um professor em sala de aula;, explica.
Carla Cavalcante, professora-associada no Departamento de Ciência da Computação da UnB, ressalta que a integração dos avanços da robótica é uma dificuldade também para quem trabalha na área. ;A robótica é multidisciplinar, e os avanços tecnológicos ocorrem em todos setores relacionados, incluindo atuadores mecânicos, miniaturização de seus componentes, desenvolvimento de softwares mais versáteis e flexíveis e inteligência artificial;, lista. (CM)
* Estagiária sob supervisão de Carmen Souza
Para saber mais
Ferramenta da arquitetura
O software de desenho assistido por computador (DAC) é uma das ferramentas mais utilizadas por arquitetos e projetistas. Trata-se de um recurso computacional voltado para a elaboração e o controle de desenhos de estruturas. A grande vantagem do DAC é a otimização do processo de elaboração de projetos, transferindo a parte técnica para um modelo computacional e automatizado.
O recurso pode ser utilizado na modelagem de superfícies sólidas em 3D, que retrata de maneira extremamente realista e precisa cada detalhe da composição. Os programas DAC em 3D mais modernos permitem ao designer aplicar diversas fontes de luz, simulando cada ambiente, girar objetos em três dimensões e renderizar projetos em qualquer ângulo, criando modelos digitais bem semelhantes a fotos reais.