Não muito tempo atrás, crianças com uma doença neurológica rara foram capazes de andar pela primeira vez graças a um novo exoesqueleto robótico. Esses dispositivos - que são essencialmente roupas robóticas que fornecem movimento artificial aos membros do usuário - estão se tornando uma forma cada vez mais comum de ajudar as pessoas que não conseguem usar as pernas para andar. Mas, embora os exoesqueletos modernos sejam, em sua maioria, dispositivos pesados e desajeitados, as novas tecnologias podem torná-los muito mais fáceis de usar e mais naturais. Você provavelmente já adivinhou para onde isso está indo: couro sintético.
Os exoesqueletos estão em desenvolvimento desde 1960. O primeiro exoesqueleto era um conjunto volumoso de pernas e luvas com garras que apenas vagamente se assemelhavam a uma roupa do Homem de Ferro. Ele teve que usar a força da hidráulica para ajudar os trabalhadores industriais a levantar centenas de quilos de peso. Esse projeto não teve sucesso e não funcionou, mas as opções que se seguiram foram ficando cada vez melhores. Hoje, as pessoas podem finalmente usar exoesqueletos para aprimorar parcialmente suas próprias capacidades, reaprender a andar com a ajuda delas ou até mesmo interagir com computadores usando toque ou feedback "tátil".
Normalmente, esses dispositivos consistem em uma cadeia de elos e articulações de força que funcionam em conjunto com os ossos e articulações de uma pessoa. Membros artificiais são firmemente presos aos membros de uma pessoa e continuam seus movimentos. O exoesqueleto pode ser controlado por um computador - por exemplo, se estiver realizando uma rotina de fisioterapia - ou monitorando a atividade elétrica nos músculos do usuário e suportando a força que eles geram.
Pesado e dolorido
Apesar de meio século de pesquisas, os exoesqueletos ainda não são amplamente utilizados. Isso se deve principalmente ao fato de serem desconfortáveis de usar por longos períodos de tempo, já que os corpos das pessoas são diferentes dos trajes, que são feitos como uma cama de Procusto. Alguns exoesqueletos se adaptam melhor ao corpo humano, mas se as articulações robóticas e as articulações reais do usuário não girarem em sincronia, pode ocorrer desconforto ou dor. Tudo isso é agravado pela rigidez de cada parte do traje.
Outro problema, especialmente com os exoesqueletos da parte superior do corpo, é seu peso, pois são feitos de materiais duráveis que podem suportar pesos pesados e sustentar o corpo. Ternos modernos também não lidam muito bem com mudanças de temperatura ou chuva, tornando-os difíceis de usar no mundo real. E as pessoas ainda não conseguem se acostumar com sua aparência.
Para tornar os exoesqueletos mais práticos e agradáveis de se ver, precisamos de inovação: precisamos torná-los uma “segunda pele”, não um macacão robótico gigante. Normalmente exoesqueletos usam motores elétricos pesados, mas atuadores leves também podem ser usados como músculos pneumáticos. Eles podem aplicar esforços semelhantes aos de motores elétricos, mas pesarão várias vezes menos. Esses músculos consistem em uma bexiga de borracha circundada por uma manga tecida. Sob pressão, eles aumentam de diâmetro e se contraem em comprimento, empurrando a junta. E embora sejam feitos de materiais leves, eles podem aplicar força, o que é suficiente para levantar centenas de quilos.
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Robótica suave
No entanto, mesmo esses atuadores leves devem ser fixados a uma estrutura mecânica rígida no corpo do usuário. Cientistas do Centro de Sistemas Autônomos e Robótica da Universidade de Salford estão desenvolvendo outra alternativa: robótica leve. Essa tecnologia usa materiais avançados fisicamente suaves para realizar as mesmas tarefas dos dispositivos robóticos rígidos tradicionais. Eles são especialmente adequados para interagir com pessoas, já que soft geralmente significa luz e há menos chance de ferimentos ao atingir uma pessoa.
Recentemente, eles desenvolveram uma nova "unidade contínua suave" que se curva como a tromba de um elefante. Ao contrário de uma articulação robótica rígida tradicional, encontrando resistência em uma parte do corpo, ela se flexionará em todas as direções ao longo de todo o seu comprimento. Ao usar um terno justo com essas unidades, poderíamos ter um exoesqueleto macio que se flexiona exatamente onde estão as articulações do usuário. Consequentemente, o traje é perfeitamente adequado para diferentes usuários, sem a necessidade de ajustá-lo mecanicamente ou calibrá-lo. Além disso, o sistema é leve e pode ser usado como roupa em vez de uma estrutura mecânica volumosa.
Os exoesqueletos estão começando a ser comercializados e provavelmente veremos muitas coisas novas nos próximos anos. Em 2012, uma mulher paralisada chamada Claire Lomas chegou a completar a Maratona de Londres usando um exoesqueleto. Mas ainda existem muitos desafios de engenharia que terão de ser resolvidos antes de vermos o uso generalizado de tais sistemas. No mínimo, precisamos encontrar uma maneira de alimentar esses trajes sem ter que conectá-los a cada meia hora.
ILYA KHEL
