Engenheiros criaram robôs flexíveis e rígidos sem motores, que se movem com calor e estruturas de origami.

Robôs macios de Princeton com elastômeros de cristal líquido e eletrônica embutida movem-se por deformação controlada do material

Engenheiros de Princeton criaram robôs híbridos, de estrutura macia e rígida, que não dependem de motores nem de bombas de ar. Ao combinar elastômero de cristal líquido com inspiração em origami, eles desenvolveram máquinas capazes de se mover sem sofrer desgaste.

Os robôs macios buscam movimentos suaves e mudanças de forma, mas, em geral, ainda precisam de motores volumosos ou de sistemas externos. A equipe de Princeton recorreu a um material impresso específico - o elastômero de cristal líquido - além de eletrônica flexível e impressão 3D para construir robôs que se deslocam por meio do aquecimento controlado do polímero.

Como demonstração, foi criado um robô em formato de guindaste de origami. Quando submetido a um campo elétrico, o guindaste começa a bater as asas e a executar sequências programáveis de movimento. O desenvolvimento abre caminho para novas aplicações em robótica macia.

Com uma impressora 3D, a equipe produziu um polímero com padrões distribuídos em áreas definidas. Graças ao elastômero de cristal líquido, as moléculas do polímero se organizam em uma estrutura ordenada. O controle da impressora permitiu orientar essas moléculas em direções específicas, formando articulações embutidas. Quando aquecidas, essas articulações se dobravam de maneira previsível, gerando o movimento do robô.

A eletrônica flexível foi incorporada às articulações do material, e a maleabilidade das placas permitiu integrá-las diretamente ao corpo impresso. O sistema foi projetado para aquecer regiões específicas do polímero, enquanto sensores de temperatura embutidos criaram um circuito de controle em malha fechada, fazendo o robô responder em tempo real.

Para obter um movimento preciso e repetível, a equipe reforçou as áreas 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 ações como dobrar e desdobrar, foram usados modelos matemáticos baseados em padrões de origami. David Bershadsky, coautor do desenvolvimento pela Universidade do Texas, afirmou: "A principal contribuição é a integração entre ciência dos materiais e robótica, com foco nas capacidades de fabricação".

Bershadsky também desenvolveu uma ferramenta de software, disponível no GitHub, que ajuda a criar robôs próprios. Essa ferramenta reúne dados do artigo publicado na revista Advanced Materials, simplificando os experimentos e os trabalhos futuros de desenvolvimento.