Peixe-robô se destaca com inovação em movimento

Jun 15, 2023

Motion Design INSIDER

Um peixe-robô equipado com um polímero trançado e enrolado (TCP) para impulsioná-lo para a frente, um dispositivo leve e de baixo custo que depende da mudança de temperatura para gerar movimento, pode tornar a exploração subaquática mais acessível.

O TCP funciona contraindo-se como um músculo quando aquecido, convertendo a energia em movimento mecânico. O TCP utilizado neste trabalho é aquecido por aquecimento Joule — a passagem de corrente por um condutor elétrico, que produz energia térmica e aquece o condutor. Minimizando a distância entre o TCP de um lado do peixe robô e a mola do outro, ativa a nadadeira na parte traseira, permitindo que o peixe robô alcance novas velocidades. O bater ondulante de sua nadadeira traseira foi medido a uma frequência de 2 Hz, duas ondas por segundo. A frequência da corrente elétrica é a mesma que a frequência do flap da cauda.

As descobertas, publicadas na 6ª Conferência Internacional IEEE-RAS sobre Soft Robotics (RoboSoft 2023), fornecem uma nova rota para aumentar a frequência de atuação dos TCPs por meio de design termomecânico e mostram a possibilidade de usar TCPs em alta frequência em ambientes aquosos.

O principal autor, Tsam Lung You, do Departamento de Matemática de Engenharia de Bristol, disse: "O polímero torcido e enrolado (TCP) é um novo atuador promissor, exibindo propriedades atraentes de peso leve, baixo custo, alta densidade de energia e um processo de fabricação simples.

"Eles podem ser feitos de materiais de fácil acesso, como uma linha de pesca, e se contraem e fornecem atuação linear quando aquecidos. No entanto, devido ao tempo necessário para a dissipação do calor durante a fase de relaxamento, isso os torna lentos."

Ao otimizar o design estrutural do par muscular antagônico TCP-mola e aproximar seus pontos de ancoragem, permitiu que a nadadeira posterior balançasse em um ângulo maior para a mesma quantidade de atuação do TCP. Embora isso exija mais força, o TCP é um atuador forte com alta densidade de energia de trabalho, por isso ainda é capaz de acionar a aleta.

Até agora, os TCPs têm sido usados ​​principalmente para aplicações como dispositivos vestíveis e mãos robóticas. Este trabalho abre mais áreas de aplicação onde o TCP pode ser usado, como robôs marinhos para exploração e monitoramento subaquático.

Tsam Lung You acrescentou: "Nosso peixe robótico nadou na frequência de atuação mais rápida encontrada em um aplicativo TCP real e também na maior velocidade de locomoção de um aplicativo TCP até agora."

A equipe agora planeja expandir a escala e desenvolver um robô de barbatana de fita baseado em TCP inspirado em um peixe-faca que pode nadar agilmente na água.

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