2021 Concurso Criar o Futuro:Vencedor da categoria Manufatura/Robótica/Automação — Robô de caminhada suave sem eletrônicos

Dylan Drotman University of California, San Diego

Vencedor de uma estação de trabalho HP

Este robô macio de quatro patas não precisa de eletrônicos para funcionar - apenas uma fonte constante de ar pressurizado para todas as suas funções, incluindo seus controles e sistemas de locomoção. As aplicações incluem robôs que podem operar em ambientes onde a eletrônica não pode funcionar, como máquinas de ressonância magnética ou poços de minas. Robôs macios são de particular interesse porque se adaptam facilmente ao ambiente e operam com segurança perto de humanos.

A maioria dos robôs macios são movidos por ar pressurizado e são controlados por circuitos eletrônicos; no entanto, essa abordagem requer componentes complexos, como placas de circuito, válvulas e bombas, geralmente fora do corpo do robô. Por outro lado, o novo robô é controlado por um sistema de circuitos pneumáticos leve e de baixo custo, composto por tubos e válvulas macias a bordo do próprio robô. O robô pode andar sob comando ou em resposta aos sinais que sente do ambiente.

O poder computacional do robô imita aproximadamente os reflexos dos mamíferos que são impulsionados por uma resposta neural da coluna e não do cérebro. Para imitar esses reflexos, foi criado um sistema de válvulas que atua como um grupo de osciladores, controlando a ordem em que o ar pressurizado entra nos músculos movidos a ar nos quatro membros do robô. Um componente coordena a marcha do robô atrasando a injeção de ar nas pernas do robô.

O robô também é equipado com sensores mecânicos simples - pequenas bolhas macias cheias de fluido colocadas na extremidade das barras que se projetam do corpo do robô. Quando as bolhas são deprimidas, o fluido vira uma válvula no robô que faz com que ele inverta a direção. O robô está equipado com três válvulas que atuam como inversores que fazem com que um estado de alta pressão se espalhe pelo circuito movido a ar, com um atraso em cada inversor.

Cada uma das quatro pernas do robô tem três graus de liberdade alimentados por três músculos. As pernas são inclinadas para baixo a 45 graus e são compostas por três câmaras cilíndricas pneumáticas paralelas e conectadas com fole. Quando uma câmara é pressurizada, o membro se dobra na direção oposta. Como resultado, as três câmaras de cada membro fornecem flexão multi-eixo necessária para caminhar.

No futuro, o robô será aprimorado para andar em terrenos naturais e superfícies irregulares, permitindo que ele navegue sobre uma variedade de obstáculos. Isso exigiria uma rede de sensores mais sofisticada e, como resultado, um sistema pneumático mais complexo.

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Leia uma entrevista exclusiva da Web com o pesquisador Dylan Drotman.

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MENÇÕES HONROSAS

O Projeto Armadura

Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul de Taiwan, Taiwan

Um braço protético chamado AI Armature usa inteligência artificial e visão computacional por meio de óculos inteligentes. Um sistema de controle por gestos reduz o esforço necessário para amputados de membros superiores para acionar sua mão protética.

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Escala Cósmica

Alexandre Junqueira e Erick Mascagni Ferdinando, Konker Labs, São Paulo, Brasil

Cosmic Scale usa dados de atenuação de múons cósmicos para gerar informações 3D contínuas sobre grandes estruturas. Como os múons estão disponíveis gratuitamente em todos os lugares da Terra, isso pode ser feito virtualmente em qualquer lugar.

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Combinação de cadeira de rodas Mo

Vasilatos Ianis, Oradea, Romênia

A cadeira de rodas Mo é uma solução leve que aumenta a capacidade de uma pessoa de levar sua cadeira sobre superfícies molhadas, lamacentas ou ásperas sem causar estresse indevido no ambiente físico ou na pessoa que usa a cadeira. Pode ser desmontado ou dobrado rapidamente para um tamanho pequeno o suficiente para transportar.

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Revestimento de silicone sem solvente SLY-OFF™ SL 184

Na Li, Zhenbin Niu, Pierre Chevalier, Thomas Davidian, Alex Knott, Nathalie Gerard, Alexandros Manikis, Alberto Petrosino, Brennan Macmillan, Celine Vlemincq e Xiaoyun Chen, Dow Chemical Co., Midland, MI

Este é um aditivo antiembaçante e formulação de revestimento com uma geração de névoa que é 28 vezes menor do que o limite de nível de névoa industrial para aplicações de revestimento e rotulagem de liberação de alta velocidade.

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Veja os demais vencedores deste ano:

• GANHADOR DO GRANDE PRÊMIO
• AEROESPACIAL E DEFESA
• AUTOMOTIVO/TRANSPORTE
• PROJETO DE PRODUTO DE CONSUMIDOR
• ELETRÔNICOS/SENSORES/IOT
• MÉDICO
• TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS/FUTURA ENERGIA