Pele Ativa Flexível: Grandes Matrizes Reconfiguráveis de Atuadores de Polímero com Memória de Forma Individualmente Endereçados

Resumo Reporta-se uma pele ativa flexível de alta resolução com uma matriz de 32 × 24 pixels táteis individualmente endereçáveis em passo de 4 mm, baseada em atuadores de polímero com memória de forma (SMP). A natureza multiestável intrínseca dos SMPs, e sua variação de rigidez em mais de 100 vezes num intervalo estreito de temperatura, permite matrizes densas de atuadores exibindo simultaneamente grandes deslocamentos e altas forças de retenção. O desafio de controle para endereçar um número muito grande de atuadores macios é resolvido ao padronizar uma matriz de mini aquecedores esticáveis numa fina membrana SMP, de modo que uma única fonte pneumática é suficiente para reconfigurar rápida e seletivamente qualquer ou todos os elementos. O dispositivo consiste de uma camada SMP de 40 µm de espessura, sobre a qual 32 × 24 aquecedores esticáveis são integrados, interconectados por uma placa de circuito impresso flexível, e ligados a uma câmara pneumática esticável impressa em 3D. Cada taxel pode ser controlado individualmente via endereçamento por linha/coluna, e requer 2,5 s para travar em um estado diferente. A pele ativa pesa apenas 55 g e tem 2 mm de espessura. Mais de 99% dos 768 taxels são totalmente funcionais, com uma vida útil superior a 20.000 ciclos. Esta arquitetura possibilita aplicações em displays hápticos, camuflagem ativa, robôs biomiméticos, microfluídica e novas interfaces homem-máquina.