O Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Synthetic do MIT reviveu uma invenção rejeitada de 1985 para criar o “zíper em Y”, um fecho de três lados que é impresso em 3D em plástico e pode quebrar equipamentos de acampamento, aparelhos médicos e robôs entre estados macios e rígidos em segundos.
A história de origem é incomum. William Freeman, agora professor do MIT, trabalhava como engenheiro elétrico na Polaroid quando viu um anúncio na Scientific American oferecendo até US$ 10 mil por protótipos têxteis inteligentes. Ele apresentou um desenho de zíper triangular, um dispositivo com três tiras de “dentes” estreitos de madeira e um controle deslizante que poderia ser movido para cima para prendê-los em um tubo triangular rígido. A proposta foi rejeitada. Freeman o patenteou mesmo assim e o guardou em sua garagem, onde ficou por quase quatro décadas.
Os pesquisadores do CSAIL construíram uma ferramenta de software program automatizada que permite aos usuários personalizar os fixadores, selecionando o comprimento de cada tira, o ângulo em que ela dobrará e um dos quatro “primitivos” de movimento – reto, dobrado, enrolado ou torcido – antes de uma impressora 3D produzir o dispositivo automaticamente usando ácido polilático ou poliuretano termoplástico. Quando aberto, um zíper em Y se espalha como os tentáculos de uma lula. Feche-o com um zíper e ele será comprimido em uma haste compacta ou outra forma rígida.
Os ganhos de velocidade são reais. Armar uma barraca manualmente pode levar até seis minutos. Com um zíper em Y preso em cada lado e apoiando a capota por cima, isso cai para um minuto e 20 segundos. A equipe também envolveu um gesso no pulso para que os pacientes pudessem afrouxá-lo durante o dia e apertá-lo à noite, e anexaram um motor para automatizar totalmente o processo de fechamento do zíper, construindo um robô quadrúpede cujas pernas podiam se estender ou comprimir conforme necessário.
Os testes de durabilidade submeteram os dispositivos a 18.000 ciclos consecutivos de abertura e fechamento antes de finalmente quebrarem. A equipe testou os plásticos PLA e TPU usando uma dobradeira, descobrindo que o PLA suporta cargas mais pesadas, enquanto o TPU é mais flexível. Simulações 3D mostraram que a estrutura elástica do zíper em Y distribui a tensão por todo o dispositivo, e é por isso que ele dura.
“Um zíper regular é ótimo para fechar objetos planos, como uma jaqueta, mas Freeman idealizou algo mais dinâmico. Usando a tecnologia de fabricação atual, seu mecanismo pode transformar itens mais complexos”, disse o pós-doutorado do MIT e autor principal, Jiaji Li. “Desenvolvemos um processo que constrói objetos que você pode mudar rapidamente de flexível para rígido e pode ter certeza de que funcionarão no mundo actual.”
Li e Freeman escreveram o artigo com o estudante de doutorado da Universidade de Tianjin, Xiang Chang, e vários colegas do MIT CSAIL, incluindo a estudante de doutorado Maxine Perroni-Scharf, o estudante de graduação Dingning Cao e a professora associada do MIT Stefanie Mueller, que atuou como autora sênior. O trabalho foi apresentado na conferência Laptop-Human Interplay da ACM em abril e está disponível como artigo de acesso aberto.
Fonte: notícias.mit.edu