Análise de viabilidade dos polímeros eletroativos como sensores e atuadores na robótica médica.
Polímeros Eletroativos; Robótica Suave; Modelagem Matemática; Dispositivos Biomédicos.
Nas últimas décadas, a robótica médica tem experimentado avanços notáveis,
especialmente no que diz respeito à precisão operatória e ao controle cirúrgico. No
entanto, apesar desses progressos, sistemas convencionais como por exemplo, o da
Vinci Surgical System que ainda apresentam limitações significativas, como rigidez
estrutural, ausência de feedback tátil realista e custos elevados. Esses fatores
comprometem a adaptabilidade dos dispositivos a tecidos moles e dificultam o
acesso a estruturas anatômicas complexas, afetando a segurança e a eficácia dos
procedimentos mínimamente invasivos.Nesse contexto, a robótica suave (soft
robots), inspirada em sistemas biológicos, tem se consolidado como uma alternativa
promissora. Utilizando materiais inteligentes e flexíveis, como os polímeros
eletroativos (EAPs), essa abordagem busca superar as restrições da robótica rígida
ao proporcionar maior conformabilidade, segurança e compatibilidade com o corpo
humano.Dentre os polímeros eletroativos (EAPs), destacam-se os compósitos de
polímero iônico-metálico (IPMCs), os elastômeros dielétricos, os hidrogéis
responsivos e os polímeros condutores (PCs), por sua capacidade de gerar
movimento em resposta a estímulos elétricos. Essas características os tornam ideais
para aplicações em dispositivos biomédicos, como microrrobôs, atuadores, músculos
artificiais e sistemas de liberação controlada de fármacos.A integração desses
materiais com estratégias modernas de controle automático é essencial para garantir
o funcionamento eficiente e preciso dos dispositivos. O controle automático, cuja
evolução abrange desde o regulador centrífugo de Watt até os métodos
contemporâneos de controle ótimo, adaptativo e robusto, permite o monitoramento e
o ajuste contínuo de variáveis críticas em sistemas dinâmicos e sensíveis, como os
da robótica médica.Assim, este trabalho está estruturado em duas partes
complementares. A primeira consiste em uma revisão bibliográfica sobre polímeros
eletroativos, com ênfase em IPMCs e elastômeros dielétricos, abordando suas
propriedades, modelagem e aplicações na robótica suave voltada à área médica. A
segunda parte é dedicada à etapa experimental, envolvendo simulações
computacionais para análise de sistemas de controle e avaliação do desempenho de
atuadores iônicos aplicados à engenharia de tecidos. O objetivo é fomentar
inovações em tecnologias biomédicas inteligentes, seguras e adaptáveis.