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Cientistas da USP criam sistema de levitação acústica capaz de montar estruturas

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), em parceria com cientistas da Universidade Pública de Navarra, na Espanha, desenvolveram um novo sistema de levitação acústica capaz de suspender objetos no ar e movimentá-los em várias direções sem tocá-los.

Segundo os cientistas, esses dispositivos também podem ser programados para utilizar as ondas sonoras para colar várias peças separadas ou na montagem de pequenas estruturas, usando apenas o sistema de levitação acústica que vem sendo desenvolvido há 15 anos.

“A levitação acústica já existe, mas ainda não havia sido demonstrado que ela poderia ser usada na fabricação de novas estruturas. O objetivo do estudo era tornar o sistema capaz de algo que os robôs industriais fazem habitualmente, como mover peças de um lugar para o outro. A diferença é que usamos ondas sonoras para movimentar objetos sem tocar neles” explica o professor do Instituto de Física da USP Marco Aurélio Andrade.

Levitação sonora

Como o próprio nome já diz, o sistema de levitação acústica utiliza sons para suspender objetos no ar. Pequenos dispositivos sonoros, semelhantes a alto-falantes, emitem ondas sonoras numa frequência de 40 quilohertz na região do ultrassom — inaudíveis ao ouvido humano que capta frequências entre 20 hertz e 20 quilohertz.

Protótipo do sistema de levitação acústica desenvolvido pelo professor Marco Aurélio Andrade (Imagem: Reprodução/USP)
Protótipo do sistema de levitação acústica desenvolvido pelo professor Marco Aurélio Andrade (Imagem: Reprodução/USP)

Esses dispositivos vibram 40 mil vezes por segundo, emitindo as ondas sonoras responsáveis pela levitação dos objetos. Além disso, os alto-falantes estão ligados a uma placa de computador que permite controlar o sinal sonoro emitido em cada um deles individualmente.

“Com esse sistema inovador, é possível ajustar a distribuição da pressão acústica no espaço em tempo real. Dessa forma, o objeto que está sendo levitado pode ser deslocado para os lados, para cima e para baixo, ou girado de forma constante e controlada pelo operador”, acrescenta Andrade.

Montando estruturas

Durante os testes realizados em laboratório, os pesquisadores acoplaram o sistema de levitação a um robô industrial para que ele movesse objetos menores do que um palito de fósforo. Eles também utilizaram gotas de cola sensíveis à luz ultravioleta para unir as peças.

Além de mover objetos, o sistema de levitação acústica também pode montar novas estruturas (Imagem: Reprodução/USP)
Além de mover objetos, o sistema de levitação acústica também pode montar novas estruturas (Imagem: Reprodução/USP)

Quando essas gotas de cola eram movimentadas e posicionadas junto aos objetos, elas permitiram a montagem de pequenas estruturas tridimensionais, demonstrando que, além de mover elementos sólidos, o sistema de levitação também pode ser usado para criar e montar novos dispositivos.

“A criação de equipamentos com levitação acústica para a indústria deve levar pelo menos dez anos. No entanto, eles poderão ser usados em robôs industriais para manipular peças frágeis sem contato, que poderiam ser danificadas pelo braço dos robôs, ou em micro-reações químicas, movimentando e juntando gotas de substâncias diferentes”, encerra o professor Andrade.

Fonte: Canaltech

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