Músculos Magnéticos Impressos em 3D: Revolução na Robótica Suave e Estruturas de Origami

Editado por: Татьяна Гуринович

Uma equipe de pesquisa de ponta da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NC State) revelou uma tecnologia inovadora de impressão 3D que representa um avanço significativo no campo da robótica suave. O desenvolvimento centraliza-se na criação de filmes magnéticos ultrafinos, que atuam como verdadeiros “músculos magnéticos”, integrados diretamente em estruturas robóticas baseadas em origami. Esta metodologia, divulgada em setembro de 2025, supera uma limitação crucial dos sistemas anteriores: a inflexibilidade dos atuadores magnéticos rígidos, que comprometiam a integridade e a maleabilidade das superfícies macias.

A nova abordagem foi concebida com a participação do Professor Associado Xiaomen Fang, do Wilson College of Textiles. O processo técnico baseia-se na coextrusão de polímeros à base de borracha juntamente com partículas ferromagnéticas. O resultado desse método é a formação de uma película elástica que, quando aplicada em pontos estratégicos do robô de origami, permite um movimento controlado através de campos magnéticos externos. Crucialmente, essa técnica mantém a flexibilidade inerente à estrutura. A equipe de pesquisa que trabalhou neste projeto incluiu também Sen Zhang, Yuan Li, Jiemeng Li, Nabil Cheddid, Peiqi Zhang e Ke Cheng.

A equipe demonstrou o potencial desta tecnologia revolucionária utilizando dois modelos distintos, ambos empregando o padrão de dobra conhecido como Miura-Ori. O primeiro protótipo foi especificamente desenhado para a entrega não invasiva de medicamentos. Durante os testes, realizados em um estômago simulado – uma esfera plástica contendo água aquecida – o robô foi guiado com precisão até uma lesão ulcerosa simulada por meio de um campo magnético. Após a fixação, as películas magnéticas suaves anexadas externamente permitiram que o dispositivo se desdobrasse para liberar o medicamento de forma controlada, abrindo caminho para intervenções médicas mais seguras e direcionadas.

O segundo modelo de demonstração exibiu uma notável capacidade de locomoção por rastejamento. Este robô conseguiu superar obstáculos com alturas de até 7 mm, ativando e desativando o campo magnético externo para provocar a contração e o relaxamento de seus “músculos”. Essa adaptabilidade no movimento sublinha a versatilidade da inovação. Xiaomen Fang destacou que estes músculos magnéticos têm potencial para serem aplicados em uma vasta gama de diferentes designs de origami. Segundo ele, isso abre perspectivas promissoras para solucionar desafios complexos em áreas como a biomedicina e a exploração espacial. Este trabalho eleva o controle de sistemas suaves a um novo patamar, onde o movimento é uma resposta direta e precisa à manipulação externa.

Fontes

  • heise online

  • How origami robots with magnetic muscles could make medicine delivery less invasive and more effective

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