Análise de viabilidade dos Polímeros Eletroativos como Sensores e Atuadores Aplicados à Robótica Médica
Polímeros Eletroativos; Robótica Suave; Controle Automático; Modelagem Matemática; Sensores e Atuadores; IPMC.
Nas últimas décadas, a robótica médica tem alcançado avanços significativos em precisão operatória e controle cirúrgico. Entretanto, sistemas convencionais ainda apresentam limitações relacionadas à rigidez estrutural, à ausência de realimentação tátil eficiente e aos elevados custos de implementação, comprometendo a adaptação a tecidos moles e a percepção da força aplicada durante procedimentos minimamente invasivos. Nesse contexto, a robótica suave (soft robotics) surge como uma alternativa promissora ao empregar materiais
inteligentes e flexíveis capazes de reproduzir características mecânicas semelhantes às dos tecidos biológicos. Entre esses materiais, destacam-se os polímeros eletroativos (EAPs), especialmente os compósitos polímero-metal iônico (IPMCs), além dos polímeros condutores e dos elastômeros dielétricos, devido à sua
capacidade de conversão eletromecânica, que possibilita aplicações em sensores, atuadores e dispositivos biomédicos inteligentes. A integração desses materiais com técnicas modernas de controle automático e modelagem matemática é fundamental para garantir precisão, estabilidade e confiabilidade em aplicações biomédicas. Nesse sentido, esta dissertação está estruturada em duas partes complementares. A
primeira consiste em uma revisão bibliográfica sobre os fundamentos, as propriedades, os mecanismos de funcionamento e as aplicações dos polímeros eletroativos na robótica médica, com ênfase nos EAPs e IPMCs. A segunda compreende o desenvolvimento de modelos matemáticos e simulações computacionais voltados à análise de sistemas dinâmicos e de controle, incluindo a avaliação do desempenho de sensores e atuadores eletroativos aplicados ao monitoramento da força de preensão em pinças cirúrgicas robóticas. Os resultados
obtidos evidenciam o potencial desses materiais para o desenvolvimento de tecnologias biomédicas inteligentes, seguras, adaptáveis e capazes de aprimorar a interação entre dispositivos robóticos e tecidos biológicos