Origami na engenharia: técnica pode ajudar a construir robôs

Poucos assuntos são tão sinônimos de inovação quanto robótica. Os robôs estão presentes em praticamente todas as áreas tecnológicas, na fabricação de quase todos os eletrodomésticos que utilizamos. Mas o que você talvez não saiba é que a relação entre uma arte milenar e a tecnologia está ajudando a construir robôs: o origami na engenharia.

Origami também é sinônimo de inovação

A inovação ligada aos origamis vai além de novas dobraduras e novos padrões cada vez mais complexos e impressionantes. Isto porque o desenvolvimento de robôs inspirados em origamis traz soluções inovadoras e, muitas vezes, inesperadas. Mas como usar o origami na engenharia?

Primeiro, vamos falar um pouco sobre os origamis. A palavra vem do japonês e significa basicamente dobrar papel. Assim, a arte dos origamis, falando de forma muito simplificada, consiste em transformar uma folha de papel de duas dimensões em uma estrutura tridimensional. Isto, sem cortar ou colar o papel, apenas dobrando-o. 

Lembrando que robôs são dispositivos tridimensionais, qual a relação entre eles e os origamis? Ao aproveitar os conceitos utilizados na dobradura do papel, é possível desenvolver robôs com algumas das características marcantes dos origamis. Dessa forma, pode-se resolver problemas complexos de engenharia. Parece bom demais para ser verdade? Talvez, mas já está virando realidade nas áreas médica e aeroespacial, entre outras.

Origami na engenharia já é realidade

Robôs origamis podem ser reconfiguráveis, flexíveis, compactos e multifuncionais. Assim, um robô que se dobra pode ser armazenado em um formato reduzido e quando necessário se expandir. E para que serve isso? Por exemplo, colocar vários painéis solares em uma espaçonave de forma compacta, e ao chegar em órbita expandi-los, cobrindo uma área considerável. Veja um exemplo desenvolvido por pesquisadores da Brigham Young University:

No entanto, as aplicações vão muito além de armazenamento reduzido e expansão. Aproveitando a característica das dobras dos origamis, a miniaturização de robôs é facilitada pela possibilidade de fabricar pequenos robôs. Isto, a partir de uma única chapa, sem a necessidade de montagem de muitas peças. Portanto, as possibilidades são quase infinitas.

Como origami se tornou inspiração na robótica?

Depois de mostrar que origami, robótica e inovação tem tudo a ver, é interessante entender como isso é possível. Assim, é possível dividir essa inovação em duas partes: o conhecimento sobre o funcionamento dos origamis e a aplicação das propriedades do origami na engenharia.

Vamos fazer um exercício? Primeiro, pegue uma folha de papel de faça uma dobra simples como nesse exemplo:

Você consegue imaginar quantas e quais relações matemáticas estão presentes apenas nessa dobra simples? Pesquisadores começaram a estudar essa matemática para entender diversas relações. Dessa forma, entre elas, os ângulos das dobras e a posição dos vértices, que podem ficar para cima ou para baixo (os chamados de vales e montes). 

Agora, voltando para o papel dobrado, você consegue imaginar como um dispositivo tridimensional é inspirado em origamis?

Nesse exemplo, um simples mecanismo com quatro partes, e que segue as características das dobras do papel, consegue replicar as propriedades do papel dobrado. A seguir, consegue imaginar uma estrutura com centenas de peças e propriedades semelhantes? Como você pode notar, a capacidade de desenvolvimento do origami na engenharia é fantástica!

Depois de uma breve aula sobre origamis e robôs inspirados em origamis, foi possível entender que:

• Pesquisadores desenvolveram o conhecimento matemático que rege uma arte milenar; 
• Pessoas viram nas propriedades dos origamis um potencial fantástico de resolver problemas existentes na engenharia. 

Portanto, muitas vezes, inovação é a capacidade de aplicar uma tecnologia ou conhecimento já existente em uma área que ninguém nunca pensou antes. Nesse sentido, a aplicação do origami na engenharia mostra como podemos aproveitar conceitos já existentes para inovar! Se você gostou desse artigo, clique aqui e fique por dentro das tendências tecnológicas para 2022!

Artigo escrito por Rodrigo Barreto, Engenheiro de Soluções no Brain.