Um novo tipo de atuador mecânico foi desenvolvido em pesquisa feita na Escola Politécnica. O músculo artificial foi criado por William Scaff durante sua dissertação de mestrado, e tem como característica principal o fato de não levar nenhum tipo de peça metálica em sua produção, permitindo, assim, que ele possa ser usado em operações próximas a máquinas de alta voltagem eletromagnética. Grande variável na força de atuação do músculo e a capacidade de prever seus movimentos antes dele ser acionado são outras inovações que o equipamento traz. Sua utilização se estende a consertos elétricos que trazem risco de vida até à implementação em próteses de membros.

O músculo é um cilindro pneumático, composto de um tubo de látex, uma malha de nylon e terminais feitos de PVC. A força necessária para movimentação dele vem do ar comprimido, que quando aplicado, o faz contrair. Apesar do ar ser transmitido por uma mangueira ligada a ele, o efeito acontece muito rapidamente. O orientador de Scaff, Oswaldo Horikawa, garante: “Meio segundo ele já chega no comprimento que você quer.” Dependendo da situação em que está sendo utilizado, a mangueira pode se estender para longe do músculo ou então o comprensor de ar já ficar acoplado junto a ele.

Scaff também trabalhou no modelo matemático capaz de prever com o máximo de exatidão o movimento do músculo. Dessa forma, quando se tenta controlar movimentos específicos, consegue-se uma margem muito pequena de erro. Seguindo a arquitetura de controle criada pelo mestrando, essa margem é de apenas 40 milimetros, diferente de outros ativadores presentes no mercado, que apresentam uma curva de falha muito maior, oferecendo grandes dificuldades para controle de movimentos específicos e mais sutis.

O atuador também é capaz de uma grande variedade na sua força de execução, permitindo a movimentação de um dedo até o levantamento de um transformador ou algo mais pesado, o tornando ideal para a produção de próteses humanas. Diferente de outros modelos parecidos mais conhecidos, que só agem com força a partir de 100 a 200 quilos, algo que os tornam impossíveis para emularem a moviemntação de um braço, por exemplo. É por isso que Horikawa comenta que o projeto recebeu apoio de diversos lugares, sendo o pioneiro o NAP que estuda a reabilitação em seus mais diversos aspectos, liderado pela professora da Faculdade de Medicina, Linamar Battistella.

O fato dele não possuir peças metálicas que causem interferência eletromagnética permite que o atuador seja utilizado em robôs e máquinas que possam estar próximas a equipamentos de alta voltagem elétrica ou que exerçam algum tipo de atividade eletromagnética. O primeiro exemplo dado por Scaff seria no momento que algum técnico precisasse consertar algum cabo elétrico de alta tensão. Para o técnico, isso seria um grande risco de vida e se tentasse utilizar uma máquina normal, um curto circuito ocorreria, já que o metal conduz energia. Porém, com o músculo criado por ele, o trabalho seria feito e monitorado pelas pessoas responsáveis de uma distância segura. O segundo exemplo seria o uso do ativador na produção de um robô capaz de movimentar o membro paralisado de um paciente dentro de uma máquina de ressonância magnética. Dessa forma, seria possível para o médico enxergar que parte do cérebro é afetada quando essa movimentação ocorre, algo impraticável antes, já que ninguém pode estar junto do paciente enquanto o exame de ressonância acontece e um equipamento que contesse metal seria arremessado para longe devido ao campo eletromagnético gerado pela máquina.

Scaff argumentou através de uma prova de conceito que, para construir tais robôs, seria necessário apenas moldar sua estrutura com fibra de vidro e ter sensores de movimento baseados em imagem, cujas informações seriam transmitidas através de fibra ótica, que não utiliza eletricidade. O controle seria feito através de um computador que ficaria longe, assim como a mangueira que leva o ar comprimido até o músculo. Fazendo alguns testes, ele conseguiu mostrar que a mangueira consegue se esticar até 10 metros de distância. Dessa distância é possível controlar a válvula de ar e conseguir controlar o ativador sem problemas: “Fiz esse teste à longa distância, usando válvulas simples. A maioria das pessoas utiliza válvulas complexas, que são caras, e controle complexos. Mas como o atuador é simples, a implementação é simples, então o custo é baixo. É fácil de ser implementado.” Segundo ele, quando o músculo apresentar algum problema, basta substituí-lo por um novo, já que o custo para a produção é baixíssimo.

William Scaff vem trabalhando no projeto há três anos, e vê muitas possibilidades para ele. A aplicação não se estende apenas a robôs necessários em consertos elétricos ou capazes de atuar em máquinas de ressonância magnética. O principal objetivo sempre foi ajudar essas áreas, assim como a médica, na área de reabilitação. Mas o aproveitamento do equipamento em outras situações começa a ser considerado agora que está pronto. Devido à sua sutileza e previsibilidade, o atuador seria um ótimo componente na construção de robôs que emulam a interação humana, por exemplo.