Novo material, desenvolvido na Coreia do Sul após uma década de pesquisas, combina polímeros e micropartículas magnéticas para imitar — e superar — a força e a flexibilidade do músculo humano Uma equipa científica na Coreia do Sul apresentou um novo músculo artificial para robôs, criado a partir de uma rede de polímeros duplos e micropartículas magnéticas. Este desenvolvimento permite que robôs humanóides, próteses e exoesqueletos levantem objetos com peso de até cinco quilos usando apenas 1,2 gramas do material. Esta inovação foi alcançada em laboratórios de instituições especializadas em robótica suave na Ásia, após 10 anos de investigação.
De acordo com a Techno Science, o músculo artificial funciona, alternando entre um estado suave e rígido em menos de um segundo, graças à ativação térmica e magnética. Ele pode esticar até 12 vezes o seu comprimento original e atingir 86,4% de deformação, o que excede significativamente os 40% do músculo humano natural. A sua densidade de trabalho atinge 1150 kJ por metro cúbico, o que é 30 vezes superior à densidade do tecido muscular biológico humano. Um braço robótico equipado com este sistema pode alternar entre uma pegada suave para manipular frutas e o levantamento imediato de ferramentas pesadas, sem a necessidade de trocar o acionamento.
A estrutura do material combina ligações covalentes para garantir rigidez e ligações físicas reversíveis para garantir flexibilidade, enquanto os ímanes de neodímio e ferro-boro permitem o controlo remoto preciso através de campos magnéticos. A construção evita os problemas comuns da robótica suave, em que os sistemas flexíveis não suportam o peso e os rígidos perdem a agilidade. Testes laboratoriais mostraram que os acionamentos suportam ciclos repetitivos de compressão e extensão sem perda significativa de desempenho ou fissuras visíveis.
Uma inovação que redefine os limites da robótica
De acordo com informações publicadas pela QUO, a mecânica interna do músculo artificial permite que robôs e próteses realizem diversas ações, desde tarefas industriais até aplicações médicas e domésticas. O modo duplo entrelaçado, combinado com a ativação magnética, simplifica a construção dos dispositivos em comparação com os sistemas pneumáticos ou hidráulicos, que requerem bombas e vedações. Um simples íman ou bobina externa modula a força aplicada, pelo que os projetos finais terão ligações mais leves e compactas. No estado rígido, uma amostra de polímero com 1,2 gramas pode levantar até 5 kg, e no estado macio, ela se estica até 12 vezes sem se romper.
Essa elasticidade e resistência permitem a criação de exoesqueletos confortáveis e eficazes, bem como próteses adaptáveis às diferentes necessidades do utilizador. A alta densidade de trabalho contribui para a autonomia e a eficiência energética em aplicações diárias. O material demonstrou durabilidade em condições controladas, mantendo as características mecânicas após inúmeros ciclos de utilização. O controlo magnético reduz o consumo de energia e o volume dos componentes, como salientaram os investigadores. Conforme esclarecido pela Techno Science, esse método elimina a necessidade de usar sistemas hidráulicos complexos, contribui para movimentos suaves e aumenta a segurança na interação entre robôs e pessoas.
Em aplicações médicas ou de reabilitação, a capacidade de adaptar a rigidez de uma prótese ou exoesqueleto em frações de segundo representa uma melhoria significativa na qualidade de vida e na autonomia dos utilizadores.
Novos desafios para a transferência da tecnologia do laboratório para o ambiente real
O desenvolvimento está apenas a começar a ser testado em condições reais, tais como a exposição a temperaturas variáveis, contacto com poeira, humidade ou impactos, bem como a produção em grande escala. De acordo com os autores da descoberta, ainda é necessário avaliar a homogeneidade do material ao aumentar o seu tamanho e a sua reação em condições de uso intensivo fora do laboratório. Se os resultados forem confirmados, a tecnologia poderá ser integrada em robôs humanóides para manipular objetos frágeis ou mover cargas pesadas usando um único tipo de acionamento.
A comunidade científica continua a analisar a estabilidade da rede dupla de polímeros e a interação das micropartículas magnéticas em condições reais. O objetivo é evitar o desgaste prematuro, preservar a capacidade de alternar entre rigidez e elasticidade e reduzir os custos de produção, que são pontos-chave para a implementação comercial. Em perspetiva, o aparecimento deste músculo artificial representa um passo concreto em direção à criação de robôs e próteses mais potentes, versáteis e eficazes. A combinação de força, precisão e durabilidade promete transformar os setores industrial, médico e doméstico nos próximos anos.
