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Ciência e Tecnologia

Inteligência Artificial e Impressão 3D Quebram Recorde de Eficiência em Absorção de Choque

Imagine um robô cientista autônomo que cria e testa incansavelmente novos designs para absorver choque. É exatamente isso que está acontecendo no laboratório de Engenharia da Universidade de Boston. Lá, o robô MAMA BEAR (“Mecânica de Arquiteturas Fabricadas Aditivamente – Pesquisador Autônomo Experimental Bayesiano”) vem trabalhando há três anos, imprimindo em 3D e testando mais de 25 mil estruturas diferentes.

Tudo começou em 2018, quando o professor Keith Brown e sua equipe buscaram a forma mais eficiente para absorver energia. O MAMA BEAR imprime uma pequena estrutura, mede suas dimensões, a esmaga com a força de um cavalo árabe e analisa o quanto de energia é absorvido. Cada iteração falha é descartada e serve de base para a criação de um novo protótipo, num processo de otimização bayesiana. “É como se o robô estivesse constantemente aprendendo e evoluindo”, explica Kelsey Snapp, doutoranda que supervisiona o MAMA BEAR.

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Essa busca incansável rendeu frutos. Em janeiro de 2023, o robô atingiu a marca de 75% de eficiência na absorção de energia, quebrando o recorde anterior de 71%. A estrutura campeã, que lembra pétalas de flores finas e alongadas, surpreendeu até mesmo os pesquisadores. “Isso mostra o quanto a inteligência artificial pode nos levar a soluções inovadoras e inesperadas”, comemora Brown. Os resultados já estão sendo aplicados no mundo real. O laboratório está colaborando com o Exército dos EUA para o desenvolvimento de novos capacetes com acolchoamento 3D baseado nas descobertas do MAMA BEAR. O objetivo é garantir conforto e proteção contra impactos para os soldados.

Além do MAMA BEAR, Brown possui outros robôs autônomos de pesquisa, como o nano BEAR, que estuda materiais em escala molecular, e o PANDA (“Polymer Analysis and Discovery Array” – BEAR), que testa milhares de polímeros para baterias. “Nossa filosofia é usar aprendizado de máquina e automação para acelerar a pesquisa científica”, resume Brown. “Podemos alcançar resultados que seriam inviáveis de outra forma, devido ao tempo e custo envolvidos.” O KABlab, laboratório de Brown, acredita que esse tipo de pesquisa autônoma tem um enorme potencial. Eles pretendem colaborar com cientistas de diversas áreas que necessitem testar grandes quantidades de estruturas e soluções.

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“Não sabemos se chegamos ao limite da eficiência”. “O MAMA BEAR continuará operando para explorar esse potencial, enquanto buscamos novas aplicações para o vasto banco de dados que acumulamos.” Além disso, a equipe está investigando formas de reciclar as estruturas descartadas, reaproveitando o material em novas impressões 3D.

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