Vencedor 2021 Create the Future: Robô Andante Macio Sem Eletrônica Lidera Categoria Manufatura/Robótica/Automação

Dylan Drotman, Universidade da Califórnia, San Diego

Vencedor de uma Workstation HP

Este robô macio de quatro pernas não precisa de eletrônica para funcionar — apenas uma fonte constante de ar pressurizado para todas suas funções, incluindo sistemas de controle e locomoção. Aplicações incluem robôs que podem operar em ambientes onde eletrônica não pode funcionar, como máquinas de MRI ou poços de mina. Robôs macios são de particular interesse porque se adaptam facilmente a seu ambiente e operam com segurança perto de humanos.

Controle Pneumático Embarcado Substitui Circuitos Eletrônicos

A maioria dos robôs macios é alimentada por ar pressurizado e controlada por circuitos eletrônicos; no entanto, esta abordagem requer componentes complexos como placas de circuito, válvulas e bombas, frequentemente fora do corpo do robô. Em contraste, o novo robô é controlado por um sistema leve, de baixo custo, de circuitos pneumáticos, composto por tubos e válvulas macias a bordo do próprio robô. O robô pode andar sob comando ou em resposta a sinais que detecta do ambiente.

Mimetizando Reflexos Mamíferos

O poder computacional do robô mimetiza aproximadamente reflexos mamíferos que são impulsionados por uma resposta neural da coluna vertebral em vez do cérebro. Para mimetizar estes reflexos, um sistema de válvulas foi criado que atua como um grupo de osciladores, controlando a ordem em que ar pressurizado entra em músculos a ar nas quatro patas do robô. Um componente coordena a marcha do robô atrasando a injeção de ar nas pernas do robô.

Sensores Mecânicos Simples para Navegação

O robô também é equipado com sensores mecânicos simples — pequenas bolhas macias cheias de fluido colocadas na extremidade de braços protrudindo do corpo do robô. Quando as bolhas são pressionadas, o fluido vira uma válvula no robô que faz ele inverter direção. O robô é equipado com três válvulas atuando como inversores que causam um estado de alta pressão a se espalhar pelo circuito a ar, com atraso em cada inversor.

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

Melhorias Futuras: Terreno Natural e Superfícies Irregulares

No futuro, o robô seria melhorado para andar em terreno natural e superfícies irregulares, permitindo navegar sobre uma variedade de obstáculos. Isso requereria uma rede mais sofisticada de sensores e, como resultado, um sistema pneumático mais complexo.

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

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MENÇÕES HONROSAS

The Armature Project

Southern Taiwan University of Science and Technology, Taiwan

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

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Cosmic Scale

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

Cosmic Scale usa dados de atenuação de múons cósmicos para gerar informação 3D contínua em grandes estruturas. Como múons estão livremente disponíveis em toda a Terra, isso pode ser virtualmente feito em qualquer lugar.

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Combinação Mo Wheelchair

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 irregulares sem causar estresse indevido no ambiente físico ou na pessoa usando a cadeira. Pode ser desmontada ou dobrada rapidamente a um tamanho pequeno o suficiente para transportar.

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Revestimento Solventless Silicone Release 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 anti-neblina e formulação de revestimento com geração de neblina 28 vezes menor que o limite industrial de nível de neblina para aplicações de revestimento e rotulagem de alta velocidade.

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Veja o resto dos vencedores deste ano:

• VENCEDOR DO GRANDE PRÊMIO
• AEROESPACIAL & DEFESA
• AUTOMOTIVO/TRANSPORTE
• DESIGN DE PRODUTO DE CONSUMO
• ELETRÔNICA/SENSORES/IOT
• MÉDICO
• TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS/ENERGIA FUTURA