GM e NASA desenvolvem luvas robóticas para utilização humana

Tecnologia robótica integrada brevemente em fábricas ou estações espaciais

A General Motors (GM) e a NASA estão a desenvolver uma luva robótica que os trabalhadores de fábricas de automóveis e astronautas poderão utilizar para melhorar a forma como executam os seus trabalhos e, ao mesmo tempo, reduzir potencialmente o risco de lesões por esforço repetitivo. O dispositivo Human Grasp Assist, conhecido internamente nas duas organizações como K-glove ou luva robótica resulta do projecto do Robonaut 2 (R2) da GM e da NASA que permitiu em 2011 o envio para o espaço do primeiro robot humanóide. O R2 é hoje um residente permanente na Estação Espacial Internacional.

Quando engenheiros, investigadores e cientistas da GM e da NASA iniciaram a colaboração no R2 em 2007, uma das exigências de design era que o robot pudesse operar com as ferramentas concebidas para humanos, para os astronautas no espaço exterior e para os trabalhadores de fábricas na Terra. No R2, a equipa conseguiu chegar a um nível de maneabilidade sem precedentes, utilizando sensores, actuadores e tendões com tecnologia de ponta, comparáveis aos nervos, músculos e tendões de uma mão humana.

Os estudos mostram que segurar continuamente uma ferramenta pode causar fadiga nos músculos da mão em poucos minutos. Os testes iniciais à luva robótica indicam que o utilizador poderá faze-lo de forma mais prolongada e confortável. “Quando estiver completamente desenvolvida, a luva robótica tem o potencial para reduzir a quantidade de força que um trabalhador de uma fábrica de automóveis precisa de exercer quando está a trabalhar com uma ferramenta por um tempo prolongado ou com movimentos repetidos” explica Dana Komin, directora de engenharia de produção da GM, Estratégia Global de Automação e Execução. “Com isto, espera-se que haja uma redução do risco de lesões por esforço repetitivo.”

Por exemplo, um astronautaque esteja dentro de um fato pressurizado a trabalhar fora da estação espacial ou um operador de uma linha de montagem poderão necessitar de exercer entre 15 a 20 libras de força para segurar uma ferramenta durante uma operação, mas com a luva robótica terão de aplicar apenas entre 5 a 10 libras de força. “O protótipo da luva oferece à minha equipa uma oportunidade promissora para explorar novas ideias e desafia o nosso pensamento tradicional sobre as actividades extra-veiculares e a necessidade de destreza da mão”, refere Trish Petete, chefe de divisão, tripulação e divisão de sistemas térmicos no Johnson Space Center da NASA.

Inspirados no sistema de funcionamento dos dedos do R2, os actuadores estão incorporados na parte de cima da luva para fornecer aos dedos humanos o suporte para agarrar. Os sensores de pressão, idênticos aos que dão ao R2 a sensação de toque, estão incorporados na ponta dos dedos da luva para detectarem quando o utilizador está a segurar uma ferramenta. Nesta circunstância, os tendões sintéticos retraem-se automaticamente, puxando os dedos para uma posição de agarrar e mantendo-os assim até que o sensor seja libertado.

A GM e a NASA apresentaram 46 pedidos de patentes – modelos de utilidade – para o R2, dos quais 21 para a mão do R2 e quatro para a luva robótica em si. O primeiro protótipo da luva foi concluído em Março de 2011 e, três meses depois, chegava a segunda geração. A produção da luva esteve a cargo da Oceaneering Space Systems, a mesma empresa responsável pela “pele” do R2’. Os actuais protótipos pesam cerca de 2 libras (aprox. 907g) e incluem os controlos electrónicos, actuadores e um pequeno ecrã para programação e diagnóstico. Uma bateria de iões de lítio de prender ao cinto é utilizada para alimentar o sistema. Um protótipo de terceira geração mais pequeno e mais leve está prestes a ser concluído.

“Estamos sempre à procura de novas formas de melhorar a segurança e a produtividade nas fábricas”, adianta Dana Komin. “O nosso objectivo é implementar esta tecnologia na fábrica num futuro próximo.” A NASA e a GM têm uma longa e recheada história de parcerias em tecnologias chave com início em 1960 com o desenvolvimento dos sistemas de navegação para as missões Apollo. A GM desempenhou igualmente um papel vital no desenvolvimento do veículo Lunar Rover, o primeiro veículo utilizado na Lua.

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