Exoesqueleto

Justificativa:

O conceito de Exoesqueleto é antigo. Desde os gladiadores até os cavaleiros da idade média, o exoesqueleto era utilizado com a finalidade de proteção. Na natureza alguns animais apresentam este mecanismo de proteção e sustentação, como é o caso do caranguejo e do siri. O termo exoesqueleto surge exatamente dessa característica biológica.

O termo "exoesqueleto" aqui empregado designa e se refere ao (Exoesqueleto Robótico), basicamente veículos robóticos e humanóides que são controlados por pessoas, funcionando como uma prótese ou armadura massiva, aumentando enormemente a força do "piloto".

Atualmente foram incorporados recursos tecnológicos a este mecanismo, atribuindo a ele uma ampliação significativa na aplicação de forças e consequente realização de trabalho mecânico. Tendo em vista sua aplicabilidade para fins militares e de saúde, esta temática pode gerar discussões éticas no que diz respeito a sua aplicabilidade. Dentro deste contexto, pretende-se aprofundar o estudo sobre o referido tema.

Objetivos:

1. Caracterizar as funcionalidades do Exoesqueleto;
2. Caracterizar os conceitos físicos envolvidos no funcionamento do Exoesqueleto;
3. Apresentar duas áreas de aplicação - saúde e militar - do Exoesqueleto;
4. Promover discussões acerca da aplicação militar do Exoesqueleto;

Plano de Aula:

Disciplina: Física

Série: 1^a do Ensino Médio

Professores: Jânio Spillere, Fábio Santana, Washington, Gabriel da Silva, Diógenes Becker

Unidade:	Exoesqueleto
Número de aulas:	4 aulas de 50 minutos
Objetivos específicos:	Pontuar as relações entre os conceitos de força e trabalho. Explorar a física do movimento de rotação e apresentar o conceito de torque. Inserir exemplos de aplicações da área de mecatrônica. Discutir os caminhos seguidos juntamente com a relação social aplicada no desenvolvimento de novas tecnologias.
Conteúdos:	Força Trabalho Rotação Torque Força Elétrica (opcional) Indução Eletromagnética (opcional) Lei de Lens (opcional) Motor Elétrico (opcional)
Desenvolvimento metodológico:
	Introdução	50 min
	Aplicação Médica do Exoesqueleto	50 min
	Aplicação Militar do exoesqueleto	50 min
	Conclusão	50 min

Aula 1 - Introdução:

Vamos abordar a temática do assunto com filmes relacionados e conceitos fundamentais para que você possa se familiarizar com as tecnologias do exoesqueleto e se apropriar de termos como robotização e\ou automatização. Iremos ainda lhe apresentar a sua aplicabilidade através de trechos de alguns filmes:

• Homem de Ferro;
• Homem Aranha;
• Elysium;

Clique aqui ou aqui para assistir os filmes da introdução.

Após ter assistido ao vídeo, você e seu grupo deverão realizar uma discussão em torno das seguintes questões:

1. A "força" aparece em alguma cena exibida?
2. O que seria exatamente essa força? Seria algo que se pode "ter"?
3. De onde surgem as forças?
4. Como se realiza trabalho?
5. O que são robôs?
6. Qual a física envolvida na robótica\mecatrônica?

Aula 2 - Aplicação Médica do Exoesqueleto:

Assista o vídeo a partir do link abaixo.

Após ter assistido ao vídeo do HAL-5, que mostra seu desenvolvimento e como se determina a aplicação do dispositivo na área médica e da saúde, você e seu grupo deverão realizar uma discussão em torno das seguintes questões:

1. Qual a intenção ou motivo que levou a construção desse tipo de equipamento?
2. Você identificou algum movimento de rotação no vídeo?
3. Quais partes do exoesqueleto sofrem rotação?
4. O que são servo motores?
5. Além da aplicação mostrada no vídeo, você acredita que a produção do exoesqueleto robótico poderia contribuir de outras maneiras?
6. Um trabalhador da construção civil poderia utilizar em seu favor esse tipo de equipamento?

Aula 3 - Aplicação Militar do Exoesqueleto:

Assista o vídeo a partir do link abaixo.

Após ter assistido ao vídeo, que mostra projeto militar do exoesqueleto, seu desenvolvimento e como se determina a aplicação do dispositivo nas ações/necessidades militares, você e seu grupo deverão realizar uma discussão em torno das seguintes questões:

1. Qual a intenção ou motivo que levou a construção desse tipo de equipamento?
2. Qual a diferença entre um servo motor e um motor elétrico comum?
3. Como os motores elétricos funcionam, como eles consomem energia?
4. O que é indução eletromagnética?
5. Como são projetados os circuitos elétricos e quais são seus principais componentes (capacitores, resistores e indutores)?

Aula 4 - Discussão final - conclusões:

Após ter assistido aos vídeos sobre duas possíveis aplicações do Exoesqueleto, você e seu grupo deverão realizar uma discussão em torno das seguintes questões. Ao término desta discussão, cada grupo irá expor as suas conclusões perante a classe.

1. Qual seriam os possíveis problemas enfrentados por cada tipo de aplicação?
2. As duas aplicações trazem "vantagens", essas vantagens podem ou poderiam ser compartilhadas por todos?
3. Qual a importância atual do desenvolvimento de pesquisa que gere novas tecnologias?
4. Outras questões levantadas pelo grupo...