Chegou o fato de super-herói da vida real. Uma equipa de investigadores da Coreia do Sul inventou um tecido “musculado” que permite criar peças de roupa robotizadas, que aumentam a força do utilizador em 40%.
Cientistas do Centro de Investigação em Robótica Avançada do Instituto Coreano de Máquinas e Materiais (KIMM) criaram um novo processo para entrelaçar fibras ultrafinas em tecidos de músculos artificiais.
Este novo material permite criar roupa robótica vestível que, segundo os testes realizados, pode aumentar a força do utilizador e reduzir a carga muscular em até 40%.
Embora os robots vestíveis concebidos com este novo processo de tecelagem de tecido estejam, por ora, limitados à fase laboratorial, a equipa de investigação do KIMM já está a trabalhar em protótipos destinados a pessoas que sofrem de limitações de força e mobilidade.
Em declarações ao The Debrief, Cheol Hoon Park, investigador principal do KIMM e responsável pelo projecto de robot vestível, explicou que muitos países estão a entrar numa fase de sociedade «super-envelhecida», sendo expectável que a procura de tecnologia robótica vestível capaz de aumentar a força e a mobilidade cresça de forma acentuada.
Park sublinha contudo que, para que tais tecnologias se tornem mais amplamente acessíveis, é necessário superar as limitações das tecnologias actuais. «Têm de ser leves, confortáveis de usar e acessíveis em termos de preço».
Os robots vestíveis convencionais concebidos para fornecer força e suporte a articulações, como o ombro, o cotovelo e o pulso, dependem de motores pesados e ruidosos ou de actuadores pneumáticos.
Estes componentes tornam os sistemas volumosos, dispendiosos e desconfortáveis de usar, sobretudo em períodos de utilização prolongada.
A resposta a esta limitação tem passado por uma maior aposta em robots vestíveis mais simples, de articulação única. Ainda assim, assistir articulações grandes e complexas, como o ombro, continua a ser um obstáculo de monta.
A equipa de Park e criou agora um sistema para entrelaçar músculos de tecido em roupa, obtendo assim um método escalável para a produção em massa de vestuário robótico vestível que é silencioso, compacto, fácil de utilizar e consome muito pouca energia.
Em vez dos actuadores pneumáticos ou motores eléctricos volumosos normalmente usados para que acrescentam potência aos músculos e articulações humanas, a equipa criou os seus músculos de tecido recorrendo a pequenas fibras de uma “Liga de Memória de Forma” (SMA).
As SMA são materiais que recuperam a sua forma original quando expostos a temperaturas ou pressões elevadas.
Para esta aplicação, a equipa utilizou um fio de SMA com um diâmetro de 25 μm — aproximadamente um quarto da largura de um cabelo humano. De seguida, os investigadores transformaram os fios individuais num «fio» enrolado em forma de mola, que, à semelhança do fio têxtil tradicional, permite a tecelagem contínua de músculos em tecido.
Segundo explicou Park, as fibras de mola de SMA que constituem os músculos contraem quando aquecidas a «cerca de 40 a 50 °C. No entanto, ressalva, é improvável que o utilizador sinta o material a aquecer, pelo que este pode exercer uma força direccional para auxiliar o movimento muscular e reduzir a carga sobre as articulações, «graças a uma camada de tecido isolante».
«Tal como os músculos humanos, o músculo de tecido contrai à medida que aquece e relaxa à medida que arrefece», nota o investigador.
O robot vestível é alimentado por uma bateria de 200 g montada nas costas do casaco, que inclui também um controlador compacto para alterar as definições. A força de contracção exercida pelos músculos de tecido pode ser alterada modificando «a intensidade e a duração da corrente eléctrica» fornecida às fibras de SMA.
De acordo com o comunicado da equipa, o protótipo de robot vestível do KIMM, um casaco com os músculos de fibra SMA incorporados, foi capaz de dar assistência simultaneamente ao cotovelo, o ombro e a cintura do utilizador.
KIMM
A equipa de investigadores do KIMM com o seu tecido robótico musculado
Os testes demonstraram que o casaco, com menos de 2 quilogramas, conseguiu reduzir o esforço muscular em mais de 40% durante tarefas físicas repetitivas. De destacar que os 10 g de tecido robótico vestível que constituem o núcleo do sistema conseguem suportar entre 10 e 15 quilogramas.
«Esperamos que esta tecnologia possa ajudar pessoas que têm dificuldade em caminhar em rampas ou escadas, ou em permanecer de pé durante longos períodos», explicou o responsável do projecto.
Apesar das potenciais aplicações do processo de tecelagem de músculo de fibra da equipa, incluindo «supersoldados» com força aumentada, Park espera que o músculo de tecido que criou ajude a tornar a robótica vestível mais acessível e, em última análise, a melhorar a qualidade de vida de muitas pessoas.
(ZAP)