A miniaturização há muito tempo foi um desafio na história da robótica.
Embora os engenheiros tenham feito grandes avanços na miniaturização da eletrônica nas últimas décadas, os construtores de miniaturas autônomas robôs não foram capazes de atingir o objetivo de reduzi-los com menos de 1 milímetro de tamanho. Isso ocorre porque braços e pernas pequenos são frágeis e difíceis de fabricar. Acima de tudo, as circunstâncias das leis da física mudam no mundo microscópico. Em vez da gravidade e da inércia, o arrasto e a viscosidade tornam-se dominantes.
Neste contexto, investigadores nos EUA anunciaram o resultados de um estudo que cumpre um desafio de 40 anos. Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e da Universidade de Michigan desenvolveu um novo robô menor que um grão de sal, medindo apenas 200 x 300 x 50 micrômetros. Com 0,3 mm no lado mais longo, isso está muito abaixo do limite de 1 mm. No entanto, pode sentir o que o rodeia, tomar decisões por si próprio e nadar e mover-se na água.
Além disso, funciona de forma totalmente autónoma e não depende de quaisquer controlos externos, como fios ou campos magnéticos. Diz-se que o custo de produção é tão baixo quanto 1 centavo por unidade.
“Conseguimos miniaturizar um robô autônomo até 1/10.000 do tamanho de um robô convencional”, diz Mark Miskin, um dos pesquisadoresque é professor assistente de engenharia de sistemas elétricos na Universidade da Pensilvânia. “Isso abre uma escala totalmente nova para robôs programáveis.”
A corrediça elétrica
O sistema de propulsão desenvolvido por Miskin e sua equipe é um avanço na robótica convencional. Peixes e outros grandes organismos aquáticos avançam devido à reação da água empurrando para trás, de acordo com a terceira lei do movimento na mecânica newtoniana. Mas empurrar água em escala microscópica é como empurrar alcatrão lamacento. A viscosidade da água é tão grande que braços e pernas pequenos nunca poderão competir com ela.
Assim, os pesquisadores adotaram uma abordagem completamente nova. Em vez de nadar movendo partes de seu corpo, o novo robô se transfer gerando um campo elétrico ao seu redor e empurrando suavemente partículas carregadas no líquido. O robô explora o fenômeno de que partículas carregadas em movimento arrastam moléculas de água próximas, criando uma corrente de água ao redor do robô. É como se o robô em si não estivesse se movendo, mas o oceano ou rio estivesse se movendo.
