O MIT criou fibras musculares artificiais controladas por eletro-hidrodinâmica.

Nova arquitetura aproxima as características das fibras musculares biológicas

Investigadores do MIT Media Lab e da Universidade Politécnica de Bari (Politecnico di Bari, Itália) desenvolveram fibras musculares artificiais que se aproximam, em desempenho, das fibras musculares biológicas. Estas fibras podem ser aplicadas em robótica e em próteses, combinando força, rapidez de resposta, escalabilidade e controlo.

Fibras musculares eletrofluídicas: tecnologia, controlo e escalabilidade

As novas fibras musculares eletrofluídicas são atuadores em formato de fibra controlados eletricamente. A sua conceção junta duas tecnologias: atuadores finos de McKibben - acionamentos suaves, compostos por um tubo elástico dentro de uma manga entrançada, que no modelo clássico se contraem quando recebem ar e reproduzem o comportamento das fibras musculares biológicas -, acionados por líquido, e miniaturas de bombas de estado sólido baseadas em eletrohidrodinâmica (EHD). Estas bombas geram pressão num sistema fechado sem peças móveis nem necessidade de uma fonte externa de líquido.

Até agora, o uso de atuadores líquidos estava limitado por sistemas hidráulicos volumosos e ruidosos. A integração de bombas EHD permitiu criar sistemas compactos e leves. Com apenas alguns gramas, estas bombas podem ser produzidas em grande escala e são facilmente escaláveis. As fibras estão ligadas num circuito líquido fechado, no qual uma bomba controla dois atuadores de McKibben, criando uma configuração antagónica semelhante à das fibras musculares biológicas.

Para evitar cavitação, isto é, a formação de bolhas de vapor, nas bombas, o sistema foi previamente pressurizado, ou seja, colocado sob pressão acima da atmosférica. Isso tornou possível atingir a gama de pressão ideal para obter a contração máxima do músculo ou uma resposta mais rápida.

Estas fibras podem revelar-se particularmente úteis em dispositivos vestíveis, como exoesqueletos ou equipamentos de reabilitação da mobilidade. Os princípios de desenvolvimento também se aplicam a outros sistemas robóticos líquidos em que seja necessário substituir bombas externas por bombas internas.

O trabalho contou com o apoio do Conselho Europeu de Investigação e do consórcio do MIT Media Lab.