EPFL
Ao repensar a forma como fios metálicos finos são entrelaçados num tecido flexível, investigadores criaram um tecido leve, capaz de suportar mais de 400 vezes o seu próprio peso.
A maioria dos atuais sistemas robóticos vestíveis depende de componentes rígidos com conforto e aceitação social limitados.
Os elementos robóticos que aplicam forças quando são ativados conseguem fornecer assistência mecânica discreta aos músculos humanos, mas é extremamente difícil para estes atuadores alcançarem força e amplitude de movimento suficientes mantendo-se suficientemente flexíveis para serem integrados em vestuário.
Num novo estudo, uma equipa de investigadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, desenvolveu atuadores têxteis usando fibras de uma liga com memória de forma (SMA) entrelaçadas num padrão em X periódico, designado geometria X-Crossing.
Quando contraído em 50%, um pedaço de tecido de 4,5 gramas que integra fibras SMA no padrão X-Crossing consegue levantar 1 kg de peso, explicam os investigadores num comunicado também EPFL.
A pesquisa, liderada por Huapeng Zhang e Herbert Sheafoi apresentada num artigo recentemente publicado na revista Avanços da Ciência.
A investigação aborda uma das principais barreiras deste sector: a dependência de componentes rígidos que reduzem o conforto e limitam a integração em peças de vestuário quotidianas.
O objetivo não era apenas aumentar a potência, mas fazê-lo mantendo uma flexibilidade compatível com o uso diárioalgo essencial para a aceitação social destas tecnologias.
Ao contrário dos tecidos tradicionais, onde as forças se dispersam, a geometria X-Crossing consegue que todas as tensões se somemincrementando de forma notável o desempenho mecânico.
“A orientação dos cruzamentos é determinante para que a força gerada não se anule”, explica Huapeng Zhang no comunicado.
Esta configuração permite, além disso, que o tecido se estique até 160% do seu comprimento original, facilitando a sua colocação como se se tratasse de uma peça de vestuário comum.
Para validar o funcionamento fora do laboratório, a equipa testou o material em vários protótipos, um dos quais consistia numa manga capaz de auxiliar a flexão do cotovelo e levantar peso de forma progressiva. Um outro protótipo testou o tecido em sistemas de compressão corporal para usos médicos e desportivos.
Um dos aspetos mais relevantes do design é a sua eficiência energéticajá que o tecido pode manter a força aplicada sem consumo elétrico contínuo.
Segundo sublinha Herbert Shea, este avanço abre a porta a uma nova geração de roupa capaz de ajudar o corpo humano de forma discretaintegrando-se na vida diária sem elementos aparatosos.