As tartarugas se locomovem no solo em um padrão de marcha transversal. Quando suprido com ar comprimido, o BionicTurtleWalker pressiona simultaneamente suas pernas posicionadas diagonalmente para baixo, impulsionando-se para a frente, exatamente como seu modelo natural. A peça central do BionicTurtleWalker é um módulo lógico pneumático desenvolvido pelo Cluster of Excellence "Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)" da Universidade de Freiburg.
Módulo lógico pneumático
Essa "central de controle" da tartaruga executa as tarefas que seriam realizadas por válvulas e controladores elétricos em sistemas pneumáticos. Dessa forma, ela pode controlar com precisão os movimentos das quatro pernas, necessitando apenas uma conexão de tubo flexível com o exterior para o suprimento de ar comprimido.
Os módulos lógicos pneumáticos desenvolvidos possuem diversas vantagens em relação aos sistemas convencionais. Eles consistem em duas câmaras de válvulas que permitem a realização de operações booleanas.
Graças ao seu design, eles podem ser fabricados de forma aditiva diretamente a partir de material flexível e operados com baixa pressão pneumática, reduzindo consideravelmente os custos de produção, a complexidade do sistema e os custos operacionais.
"O controle lógico pneumático abre novas áreas de aplicação para robôs macios completamente flexíveis, nos quais os sistemas convencionais controlados eletricamente falhariam."
Dr. Falk Tauber, Cluster of Excellence livMatS da Universidade de Freiburg
Material flexível e robusto
Tudo, incluindo casco, módulo lógico pneumático e pernas do BionicTurtleWalker, é impresso em 3D a partir de poliuretano termoplástico (TPU). Esse material combina as propriedades da borracha e do polímero: Durabilidade, flexibilidade e robustez. Assim, o módulo lógico é capaz de suportar cargas de até 900 kg distribuídas na superfície.
Nesse processo, ele se deforma e depois retorna ao seu estado original. Em termos de economia circular, o TPU pode ser derretido e reutilizado.
Perspectivas e potenciais
A tecnologia de módulos lógicos pneumáticos com TPU também é adequada, por exemplo, para aplicações em que humanos e robôs trabalham juntos diretamente. Com a combinação de diversos módulos, é possível produzir elementos de controle pneumáticos para robôs flexíveis pneumáticos com um número ilimitado de graus de liberdade.
Isso proporciona diversas áreas de aplicação. Um módulo sozinho pode controlar a abertura e o fechamento de uma garra pneumática, por exemplo. Para aplicações mais complexas, os módulos podem ser combinados e produzidos como um bloco ou integrados diretamente em robôs flexíveis.
"A combinação de ar com materiais flexíveis oferece um grande espaço para o desenvolvimento de inovações. Essa combinação tem o potencial de tornar os robôs ainda mais ativos."
Sebastian Schrof, designer da equipe de biônica da Festo
Parte da Incredible Machine
O BionicTurtleWalker é parte da Incredible Machine, o artefato em exposição para celebrar os 100 anos da Festo. Ela funciona segundo o princípio de uma máquina de Rube Goldberg, na qual um impulso aciona o próximo. A Incredible Machine demonstra a história da tecnologia de automação, do passado ao presente, refletindo nossas diversas competências e nossa vasta expertise.
