Investigadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, criaram um tecido robótico que combina elevada força mecânica com grande elasticidade, oferecendo novas possibilidades para exoesqueletos leves, equipamentos médicos e vestuário desportivo.
Geometria em X multiplica a força
O projeto, liderado por Huapeng Zhang e Herbert Shea, utiliza fibras de liga com memória de forma (SMA) em vez de fios têxteis convencionais. Essas fibras, feitas de níquel-titânio, contraem-se quando aquecidas por corrente elétrica e regressam ao comprimento original ao arrefecer, comportando-se como “músculos artificiais”.
A inovação central está na forma de entrelaçar as fibras. Em vez de malhas ou nós tradicionais, os investigadores adoptaram um padrão periódico em forma de X. No cruzamento em X, todos os pontos de interseção ficam alinhados com a direção de movimento pretendida, permitindo que as forças geradas por cada fibra se somem de forma construtiva.
Os resultados são expressivos. Um retalho de tecido com apenas 4,5 gramas alcança força suficiente para erguer 1 quilograma de carga útil ao contrair-se cerca de 50 %. Além disso, a malha consegue estender-se até 160 % do seu comprimento inicial, preservando a flexibilidade necessária para adaptar-se a diferentes formatos de corpo.
Segundo Zhang, a orientação precisa dos cruzamentos foi decisiva: “Ao alinhar cada fibra na direção da força, eliminamos componentes que se anulam e maximizamos o desempenho do atuador.”
Protótipos demonstram aplicações práticas
Para provar a viabilidade do conceito, a equipa integrou o tecido robótico em dois protótipos de vestuário funcional. O primeiro consistiu numa manga colocada no braço de um manequim. Quando energizada, a peça auxiliou a flexão do cotovelo, levantando uma bolsa de 1 kg segurada pela mão artificial numa amplitude de cerca de 30 graus, com movimento suave e controlado.
O segundo teste focou na compressão corporal, requisito comum em equipamentos de recuperação médica ou roupas desportivas de alto desempenho. Os atuadores foram distribuídos de forma a exercer pressão uniforme sobre o torso, demonstrando que a tecnologia pode adaptar-se a diferentes áreas do corpo sem comprometer o conforto.
A EPFL destaca que o tecido pode ser fabricado em tamanhos variados, desde pequenas faixas até painéis maiores, e que o processo de produção é parcialmente compatível com equipamentos têxteis já existentes. A alimentação eléctrica necessária é relativamente baixa, dado o diâmetro fino dos filamentos de SMA, o que facilita a integração com baterias portáteis.
Imagem: Tecnologia e Inovação
Potencial para exoesqueletos discretos
Exoesqueletos tradicionais costumam recorrer a motores ou cilindros pneumáticos, componentes que aumentam peso e rigidez. A solução apresentada pelo laboratório suíço indica um caminho rumo a exoesqueletos macios, capazes de oferecer suporte muscular sem prejudicar a mobilidade do utilizador. Além disso, a capacidade de alongamento superior a 150 % reduz pontos de tensão sobre a pele, um desafio recorrente em dispositivos vestíveis.
Em aplicações médicas, a equipa antecipa benefícios no tratamento de reabilitação, assistência a idosos e terapias de compressão graduada. Já no setor desportivo, os tecidos ativos poderiam ajustar a firmeza em tempo real, respondendo a exigências específicas de cada modalidade.
Próximos passos e desafios
Embora o desempenho inicial seja promissor, o grupo de investigação reconhece a necessidade de avaliar durabilidade a longo prazo, tempo de resposta térmica e eficiência energética em cenários de uso contínuo. Testes futuros incluirão ciclos repetidos de contracção-expansão, exposições a suor e lavagens, fatores essenciais para produtos comerciais.
Também estão em análise sistemas de controlo inteligente que permitam modular a força aplicada em função de sensores de movimento ou pressão, configurando atuadores mais precisos e económicos em consumo de energia.
O estudo reforça a tendência de convergência entre robótica, ciência dos materiais e design têxtil, apontando para uma geração de roupas atuadoras que combinam conforto e suporte mecânico num único produto.
