Um robô tão minúsculo que quase não dá para enxergar ainda consegue "sentir, pensar e agir" de forma autónoma, segundo os engenheiros responsáveis pelo seu desenvolvimento.
Pelo que a equipa sabe, esta invenção conjunta é o menor robô programável do mundo capaz de se deslocar autonomamente em meio líquido, reduzindo o volume de projetos anteriores em cerca de 10.000 vezes.
Os investigadores da University of Pennsylvania e da University of Michigan que criaram o dispositivo afirmam que, até aqui, ninguém tinha conseguido colocar um computador de verdade - com processador, memória, sensores e um sistema de propulsão - numa plataforma tão pequena.
Um microrrobô menor do que um grão de sal
Uma simples sardinha (uma pequena mancha na pele) seria maior do que este dispositivo quase infinitesimal: ele não passa do tamanho de um grão de sal e é tão pequeno que consegue equilibrar-se na crista de uma impressão digital.
Na prática, mal é visível. As medidas são de apenas 200 por 300 micrômetros de largura e 50 micrômetros de espessura.
Se for colocado sobre uma moeda de um centavo, o microrrobô fica menor até do que a data gravada no metal.
Piscar pode ser o suficiente para o perder de vista.
Ainda assim, apesar de tão diminuto, o projeto tem um potencial enorme.
Como ele funciona quando submerso em fluido
De acordo com os criadores, a plataforma totalmente programável (que só funciona quando está submersa em fluido) consegue deslocar-se, perceber o ambiente, executar ações e computar usando células solares que geram apenas cerca de 100 nanowatts de potência.
Ela também é capaz de medir a temperatura do fluido em que está imersa e transmitir essas medições fazendo uma pequena 'dança', num mecanismo semelhante ao modo como as abelhas-mel se comunicam.
"This is really just the first chapter," diz o engenheiro de nanorrobótica Marc Miskin, da University of Pennsylvania.
"We've shown that you can put a brain, a sensor, and a motor into something almost too small to see, and have it survive and work for months.
"Once you have that foundation, you can layer on all kinds of intelligence and functionality. It opens the door to a whole new future for robotics at the microscale."
Até então, os menores robôs autónomos e programáveis tinham mais de 1 milímetro, um marco alcançado pela primeira vez há mais de duas décadas.
Mas as tentativas de encolher a robótica para além disso esbarraram num obstáculo: a física particular da escala dos micrômetros, em que forças como arrasto e viscosidade passam a dominar, em vez de gravidade e inércia.
"If you're small enough, pushing on water is like pushing through tar," explica Miskin.
A virada veio ao combinar duas invenções recentes: um computador microscópico desenvolvido por investigadores da University of Michigan e um sistema de propulsão projetado especificamente na University of Pennsylvania.
Esse sistema de propulsão não depende de peças móveis; o microrrobô não tem extensões como membros, porque elas são difíceis de fabricar em dimensões tão reduzidas e quebrariam com facilidade.
Em vez disso, ele funciona ao gerar um campo elétrico que cria um fluxo de moléculas ao redor do corpo do robô.
"It's as if the robot is in a moving river, but the robot is also causing the river to move," diz Miskin.
Programação e coordenação em grupo
Segundo David Blaauw, cientista da computação da University of Michigan, encaixar um computador numa plataforma tão pequena exigiu repensar por completo a programação e os circuitos semicondutores.
O resultado é um microrrobô desenvolvido ao longo de cinco anos, capaz de se sincronizar com outros e formar agrupamentos complexos em movimento, semelhantes a cardumes.
Em teoria, esses grupos poderiam continuar a operar de forma autónoma durante meses, desde que sejam recarregados por luz de LED nos painéis solares.
Os investigadores mostram-se otimistas de que, com novos avanços ao longo do tempo, será possível aumentar a memória embarcada dos robôs ainda rudimentares, permitindo uma programação mais complexa que resulte em comportamentos autónomos mais sofisticados.
Talvez, um dia, um dispositivo microscópico como este possa atuar como guardião da saúde celular do nosso corpo.
De robôs pequenos, podem nascer grandes possibilidades…
O estudo foi publicado na Science Robotics.
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