Cientistas do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul, desenvolveram um músculo artificial promissor para robôs. Trata-se de um polímero infundido com ímãs de memória de forma que, pela primeira vez, combina flexibilidade e força — características essenciais dos músculos humanos e animais. Se os humanos tivessem músculos assim, poderiam segurar um elefante inteiro com uma só mão. Este é um avanço valioso para a robótica flexível.
Fonte da imagem: GigaChat/3DNews gerada por IA
O material criado pelos cientistas pode alternar entre estados macios e rígidos, o que, por exemplo, poderia permitir que robôs humanoides levantassem cargas 4.000 vezes maiores que o seu próprio peso.
Um problema conhecido dos músculos artificiais tradicionais é o equilíbrio entre alta elasticidade, força e a capacidade de produzir trabalho muscular significativo: ou o material pode ser altamente deformado (esticado e comprimido), mas produz força fraca, ou pode produzir força poderosa, mas com contração mínima. Um novo compósito à base de metacrilato de estearila com a adição de micropartículas de neodímio-ferro-boro (NdFeB) supera essa barreira combinando controle de temperatura e magnético para manipular a rigidez muscular em tempo real.
A técnica de criação de músculos proposta por cientistas sul-coreanos envolve dupla reticulação do polímero: reticulação química baseada em ligações moleculares e reticulação física por meio de cristalização. O aquecimento amolece o material. Nesse estado, o músculo é moldado na forma desejada em um forte campo magnético e deixado esfriar. Ímãs de NdFeB estão organizados dentro do material em seu estado maleável e podem retornar à forma desejada (memória muscular) quando o campo magnético induzido é ativado. O aquecimento também permite que o material se estique ou se comprima significativamente sem danos e, após o resfriamento, torna-se tão duro quanto o aço.
Experimentos mostraram que o material pode se alongar em 1274% (mais de 12 vezes o limite do músculo humano) antes de romper, contrair-se sob compressão em 86,4% (o dobro do limite do músculo humano) eO trabalho muscular realizado atinge 1150 kJ/m³ — 30 vezes maior que o do tecido biológico. A rigidez varia de 213 kPa (como a borracha) a 292 MPa (como o plástico rígido), uma variação de até 1000 vezes. Em estado rígido, uma tira de músculo artificial pesando 1,2 g pode suportar 5 kg, e em estado flexível, 1 kg, mesmo quando esticada.
O novo material ainda está longe da aplicação comercial, mas oferece grande potencial para a robótica flexível: robôs poderão combinar flexibilidade para interação segura com pessoas e rigidez para trabalhos pesados — ideal para assistentes domésticos, exoesqueletos e instrumentos médicos. No entanto, ainda existem desafios, como a resposta lenta ao aquecimento e resfriamento, impraticável para uso no mundo real, e a questão de como criar um campo magnético forte o suficiente para ativar a memória muscular. Tudo isso requer mais pesquisas.