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Dissertação

Modeling of Artificial Muscles Made of Nylon Wire EVALUATED

Detalhes: Músculos artificiais são uma área que pode combinar os campos biomecânico, biomédico e da robótica. Apesar do esforço para criar novas tecnologias ou melhorar as atuais, a maioria das propriedades dos músculos biológicos não são reproduzidas. Como consequência, as próteses não estão optimizadas: não são leves, naturais, nem confiáveis e são caras. Isto é um problema para amputados em países em desenvolvimento, principalmente crianças, às quais as próteses deixam de servir. Recentemente, um trabalho produziu atuadores de supercoiled polymer com fio de pesca, os quais revelaram propriedades interessantes para fabricar músculos artificiais e aplicar em próteses. O presente trabalho estudou estratégias para melhorar a contração e expansão destes atuadores, e construiu uma associação agonista e antagonista, com a solução encontrada. Modelação em caixa cinzenta, baseada no modelo linear da massa-mola-amortecedor e na lei do arrefecimento de Newton, foi testada para caracterizar a associação, juntamente com um controlador PID para o ângulo. Os resultados dos atuadores individuais foram semelhantes a outros trabalhos e evidenciaram semelhanças com as propriedades dos músculos biológicos. A validação e verificação do modelo e esquema de controlo foram efetuadas por simulações e testes na associação. Os resultados podem ser melhorados explorando caminhos diferentes, mas no geral foram satisfatórios e de acordo com o esperado. A construção de atuadores foi igualmente sistematizada.
Keywords: músculos artificiais, atuadores de supercoiled polymer, associação agonista e antagonista, modelação em caixa cinzenta, desenho de sistema de controlo, controlo de ângulo.

Discussão: novembro 9, 2020, 12:30