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Durante décadas, os robôs microscópicos viveram principalmente na nossa imaginação. Filmes como Viagem Fantástica nos convenceram de que um dia máquinas minúsculas percorreriam o corpo humano, resolvendo problemas por dentro. Na realidade, esse futuro permaneceu frustrantemente fora de alcance.
A razão não foi falta de ambição. Foi física.
Agora, um avanço de pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e da Universidade de Michigan mudou a equação. As equipes construíram os menores robôs autônomos totalmente programáveis já criados e sabem nadar.
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Uma nova maneira de nadar sem partes móveis
Visto na ponta do dedo, este minúsculo robô nadador é menor que um grão de sal, mas totalmente autônomo. (Kurt “CyberGuy” Knutsson)
ROBÔS APRENDEM 1.000 TAREFAS EM UM DIA COM UMA ÚNICA DEMO
Os robôs medem cerca de 200 por 300 por 50 micrômetros. Isso é menor que um grão de sal e próximo do tamanho de um organismo unicelular. Eles não têm pernas ou hélices. Em vez disso, eles usam eletrocinética. Cada robô gera um pequeno campo elétrico que puxa íons carregados no fluido circundante. Esses íons arrastam consigo moléculas de água, criando efetivamente um rio ao redor do robô. O resultado é movimento sem partes móveis. Isso torna os robôs extremamente duráveis e surpreendentemente fáceis de manusear, mesmo com ferramentas de laboratório delicadas.
Um cérebro movido por quase nada
Cada robô funciona com pequenas células solares que geram apenas 75 nanowatts de energia. Isso é mais de 100.000 vezes menos que um smartwatch. Para fazer isso funcionar, os engenheiros redesenharam tudo. Eles construíram circuitos de voltagem ultrabaixa e criaram um conjunto de instruções personalizado que comprime comportamentos complexos em apenas algumas centenas de bits de memória. Apesar dos limites, cada robô pode sentir seu ambiente, armazenar dados e decidir como agir em seguida.
Como esses robôs se comunicam com uma dança
Os robôs não podem carregar antenas, então a equipe pegou emprestado um truque da natureza. Cada robô executa um pequeno padrão de movimento para relatar informações como temperatura. O movimento segue um esquema de codificação preciso que os pesquisadores podem decodificar observando através de um microscópio. A ideia reflete de perto como as abelhas se comunicam por meio do movimento. A programação funciona de outra maneira. Os pesquisadores emitem sinais luminosos que os robôs leem como instruções. Uma senha integrada evita que a luz aleatória interfira na memória.
O que esses pequenos robôs podem fazer hoje
Nos testes atuais, os robôs demonstram termotaxia. Eles sentem o calor e nadam autonomamente em direção a áreas mais quentes. Esse comportamento sugere usos futuros, como rastrear inflamações, localizar marcadores de doenças ou administrar medicamentos com extrema precisão. A luz já pode alimentar robôs próximos à pele. Para ambientes mais profundos, os pesquisadores estão explorando o ultrassom como uma futura fonte de energia.
PODS AUTÔNOMOS PRIVADOS PODEM REDEFINIR O compartilhamento de carona
Pequenos robôs se movem criando campos elétricos que puxam o fluido circundante, permitindo-lhes nadar sem hélices ou peças móveis. (iStock)
Barato o suficiente para ser usado aos milhares
Como esses robôs são fabricados com semicondutores padrão, eles podem ser produzidos em grande número. Mais de 100 robôs cabem em um único chip e o rendimento de fabricação já ultrapassa 50%. Na produção em massa, o custo estimado pode cair para menos de um centavo por robô. A esse preço, os enxames de robôs descartáveis tornam-se realistas e não teóricos.
O que isso significa para você
Esta tecnologia não se trata de devices chamativos. É uma questão de escala. Robôs tão pequenos poderão um dia monitorar a saúde no nível celular, construir materiais de baixo para cima ou explorar ambientes delicados demais para máquinas maiores. Embora o uso médico ainda esteja a anos de distância, este avanço mostra que a verdadeira autonomia em microescala é finalmente possível.
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Principais conclusões de Kurt
Durante quase 50 anos, os robôs microscópicos pareciam uma promessa que a ciência nunca conseguiria cumprir. Esta pesquisa, publicada na Science Robotics, muda essa narrativa. Ao abraçar a estranha física da microescala em vez de combatê-la, os engenheiros desbloquearam uma classe inteiramente nova de máquinas. Este é apenas o primeiro capítulo, mas é grande. Uma vez que a detecção, o movimento e a tomada de decisões se enquadram em algo quase invisível, o futuro da robótica parece muito diferente.
Se um dia pequenos robôs pudessem nadar pelo seu corpo, você confiaria neles para monitorar sua saúde ou administrar tratamento? Informe-nos escrevendo para nós em Cyberguy. com.
Comandos baseados em luz desencadeiam movimentos precisos à medida que robôs microscópicos recebem instruções, mudam de direção e se movem de forma independente. (iStock)
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