Robótica biônica agora com músculos artificiais ossificados

Robtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 08/09/2025

Msculo artificial binico

Um novo tipo de msculo artificial macio e biomimtico promete abrir caminho para a construo de robs em escala animal e humana.

Os novos msculos – ou atuadores – proporcionam o desempenho e as propriedades mecnicas necessrias para a construo de sistemas musculoesquelticos robticos, incluindo prteses para uso mdico.

Esses novos materiais bioinspirados podem mudar a maneira como os robs andam, correm, interagem com humanos e navegam pelo mundo ao seu redor.

Para demonstrar as capacidades do msculo artificial, Taekyoung Kim e colegas da Universidade Northwestern, nos EUA, construram uma perna humanoide em tamanho real, completa, incluindo “ossos” de plstico rgido, tendes elsticos e at mesmo um sensor que permite prtese binica sentir seus movimentos.

A perna utiliza trs msculos artificiais – um quadrceps, um posterior da coxa e uma panturrilha – para flexionar as articulaes do joelho e do tornozelo. Os msculos so flexveis o suficiente para absorver impactos, mas com capacidade para aplicar fora e movimento suficientes para chutar uma bola.

” difcil fazer com que robs sem conformidade fsica respondam ou se adaptem suavemente a mudanas externas e interajam com segurana com humanos,” disse Kim. “Para que os robs do futuro se movam de forma mais natural e segura em ambientes no estruturados, precisamos projet-los mais parecidos com corpos humanos – com esqueletos rgidos e atuadores macios, semelhantes a msculos.”

Atuadores macios

Os atuadores macios, com propriedades mecnicas semelhantes s dos msculos, tm sido alvo de grande interesse porque permitem construir equipamentos mais leves, com menor consumo de energia e mais compatveis no apenas com a convivncia com os humanos, mas tambm com a integrao ao corpo humano.

A abordagem usada pela equipe emprega um atuador cilndrico impresso em 3D, uma estrutura chamada de “auxtico de cisalhamento manual”, que permite movimentos e propriedades nicas, como estender e expandir quando torcido. O movimento de toro necessrio para mover a estrutura pode ser gerado por um pequeno motor eltrico integrado.

Kim desenvolveu ainda um mtodo de impresso 3D dessas estruturas, usando uma borracha comum e barata, frequentemente usada em capas de celulares. O material foi ento usado para construir uma estrutura em formato de fole, que permite que o motor rotativo acione a extenso e a contrao dos atuadores.

Esses atuadores empurram e puxam com fora impressionante, atuando como msculos artificiais. O msculo pode at mesmo enrijecer dinamicamente quando acionado, assim como um msculo humano. Foi uma melhoria substancial em relao aos prottipos anteriores da equipe, que vem trabalhando em msculos artificiais para robs h alguns anos.

Msculo artificial ossificado

Para demonstrar o potencial real do msculo, a equipe usou a impresso 3D para imitar os ossos da perna usando plstico rgido. Conectores inspirados nos tendes, feitos de borracha, conectam os msculos quadrceps e isquiotibiais ao osso da canela e o msculo da panturrilha estrutura do p. Os tendes e msculos ajudaram a amortecer os movimentos e absorver choques, de forma semelhante a um sistema musculoesqueltico biolgico.

Cada conjunto msculo-esqueltico pesa aproximadamente o mesmo que uma bola de futebol e ligeiramente maior do que uma lata de refrigerante. Ele pode se esticar at 30% do seu comprimento e levantar objetos 17 vezes mais pesados do que ele mesmo.

Mas talvez o mais crucial para seu uso em corpos robticos e prteses seja o fato de o msculo poder ser alimentado por uma bateria, dispensando a necessidade de equipamentos externos pesados.

“Ao desenvolver novos materiais para robtica com o desempenho e as propriedades dos sistemas musculoesquelticos biolgicos, podemos construir robs mais resilientes e robustos para uso no mundo real,” disse o professor Ryan Truby. “Estamos entusiasmados para ver como esses msculos artificiais podero impulsionar novos rumos para robs humanoides e semelhantes a animais.”

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