Engenheiros criaram robôs flexíveis e rígidos sem motores: movem-se graças ao aquecimento e a estruturas tipo origami.

A solução de Princeton usa elastómeros de cristais líquidos e eletrónica embebida para permitir que os robôs se movam através da deformação controlada do material

Investigadores da Universidade de Princeton desenvolveram robôs híbridos mole-rígidos que não precisam de motores nem de bombas de ar. Com um elastómero de cristais líquidos e inspiração em origami, criaram robôs capazes de se mover sem desgaste.

Os robôs macios procuram movimentos fluidos e mudanças de forma, mas, na prática, costumam depender de motores volumosos ou de sistemas externos. A equipa de Princeton recorreu a um material impresso específico - o elastómero de cristais líquidos -, além de eletrónica flexível e impressão 3D, para construir robôs que se deslocam através do aquecimento controlado do polímero.

Para demonstrar o conceito, foi criado um robô em forma de galo de origami. Quando submetido a um campo elétrico, o galo começa a bater as asas e executa sequências de movimentos programáveis. O desenvolvimento abre perspetivas para aplicações na robótica macia.

Com uma impressora 3D, a equipa produziu um polímero com zonas de padrões definidos. Graças ao elastómero de cristais líquidos, as moléculas do polímero organizam-se numa estrutura ordenada. A programação da impressora permitiu orientar as moléculas em direções específicas, criando articulações integradas. Quando aquecidas, essas articulações dobravam-se de forma previsível, garantindo o movimento do robô.

A eletrónica flexível foi incorporada nas articulações do material - a flexibilidade das placas de circuito permitiu integrá-las diretamente no próprio material. O sistema foi concebido para aquecer áreas específicas do polímero, enquanto sensores de temperatura embebidos garantiram um controlo em circuito fechado, permitindo ao robô reagir em tempo real.

Para obter um movimento preciso e repetível, a equipa reforçou as zonas entre as articulações com finas placas de fibra de vidro, presas às placas flexíveis. Isso permitiu que o robô se movesse sem motores.

Para comandar movimentos como dobrar e desdobrar, foram usados modelos matemáticos baseados em padrões de origami. David Bershadsky, coautor do desenvolvimento da Universidade do Texas, acrescentou: «A principal contribuição é a integração da ciência dos materiais e da robótica, com foco nas capacidades de fabrico».

Bershadsky também desenvolveu uma ferramenta de software, disponível no GitHub, que ajuda a criar robôs personalizados. Essa ferramenta inclui dados da publicação na revista Advanced Materials, simplificando experiências e desenvolvimentos futuros.