“No futuro, digamos 100 anos, qualquer coisa que um cirurgião faça hoje, adoraríamos fazer com um robô”, disse David Gracias, professor do departamento de engenharia química e biomolecular da Universidade Johns Hopkins, que não esteve envolvido no estudo. “Ainda não chegamos lá”.
Em 1989, duas décadas depois Viagem FantásticaRodney Brooks e Anita Flynn, cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, escreveram um artigo chamado “Rápido, barato e fora de controle: uma invasão robótica do sistema photo voltaic”, que descrevia um robô que eles construíram medindo apenas 1¼ polegadas cúbicas, apelidado de Squirt.
Sawyer Fuller, professor associado de engenharia mecânica da Universidade de Washington, disse que quando “Rápido, barato e fora de controle” foi publicado, “as pessoas pensavam que a microrobótica estava chegando a qualquer minuto… Acontece que demorou um pouco mais do que o esperado para juntar todas essas coisas”.
Fuller, que não esteve envolvido na construção do novo microrobô, chamou-o de “a vanguarda de uma nova classe de dispositivos”.
Miskin disse que o microrobô construído pelas equipes de Michigan e Pensilvânia tem cerca de 1/100 do tamanho do Squirt do MIT, mas não está pronto para uso biomédico.
“Não me surpreenderia se em 10 anos tivéssemos usos reais para este tipo de robô”, disse David Blaauw, coautor do artigo em Robótica Científica e professor de engenharia elétrica e ciência da computação na Universidade de Michigan.
Durante décadas, os cientistas sonharam em construir um microrobô com menos de 1 mm de tamanho, uma barreira que corresponde às menores unidades de nossa biologia, disse Miskin.
“Todo ser vivo é basicamente um composto gigante de robôs de 100 mícrons, e se você pensar bem, é bastante profundo que a natureza tenha escolhido esse tamanho único como sendo a forma como queria organizar a vida.”
Para efeito de comparação, um cabelo humano tem um diâmetro de cerca de 70 mícrons, enquanto as células humanas têm cerca de 20 a 40 mícrons de diâmetro.
Embora cientistas e engenheiros miniaturizem circuitos há 50 anos, o desafio tem sido encolher todas as peças necessárias para um microrobô guiado por computador e depois montá-las. sem danificar as peças ou fazer com que interfiram umas nas outras.
O robô precisa de uma fonte de energia com potência suficiente para operar o computador e movê-lo.
Há cinco anos, Miskin, cuja especialidade é construir microrobôs, conheceu Blaauw quando os dois conversaram. O laboratório de Blaauw detinha então – e ainda mantém – a distinção de ter construído o menor computador do mundo.
“Mesmo nas apresentações pensávamos: ‘Ah, precisamos conversar uns com os outros’”, lembrou Blaauw.
O dispositivo que construíram utiliza minúsculas células solares que convertem luz em energia. Parte dessa energia alimenta o computador e parte impulsiona o robô enquanto ele nada através do líquido. O computador funciona a cerca de um milésimo da velocidade dos laptops atuais e tem muito menos memória.
No laboratório, os cientistas iluminaram uma luz LED na placa de laboratório que continha o robô em uma solução. O robô é feito dos mesmos tipos de materiais encontrados em um microchip: silício, platina e titânio.
Para protegê-lo dos efeitos dos fluidos, o microrobô é envolto em uma espessa camada de vidro, disse Miskin. Existem alguns furos no vidro que são preenchidos com o metallic platina, formando os eletrodos que dão acesso elétrico.
Na Johns Hopkins, Gracias enfatizou que os cientistas precisam garantir que os materiais que usam para micro-robôs possam ser usados com segurança dentro do corpo humano.
Os sensores no robô permitem que ele responda a diferentes temperaturas do líquido.
Para se mover, o dispositivo usa a energia dos painéis solares para carregar dois eletrodos metálicos de cada lado. Os eletrodos atraem partículas de carga oposta na água, gerando um fluxo que puxa o robô.
Enquanto nada, o robô se comunica com a pessoa que o opera.
“Podemos enviar mensagens para ele dizendo o que queremos que ele faça”, usando um laptop computer, disse Miskin, “e ele pode enviar mensagens de volta para nós para nos dizer o que viu e o que estava fazendo”.
O robô se comunica usando movimentos inspirados na dança que as abelhas usam para se comunicar.
Durante o verão, os cientistas convidaram um grupo de estudantes do ensino médio para testar os novos microrobôs. Os alunos puderam acompanhar os movimentos dos robôs usando um microscópio especial de baixo custo.
“Eles adoraram”, disse Miskin. “Foi definitivamente um pouco desafiador no início, apenas se orientar para trabalhar com algo tão pequeno. Mas isso é parte do apelo. Depois que pegaram o jeito, todos entraram.”
Miskin disse que a versão do robô que os estudantes usaram custou apenas cerca de US$ 10.
Os pesquisadores estão trabalhando agora para desenvolver o microrobô para que ele possa trabalhar em água salgada, em terra e em outros ambientes.
A visão de longo prazo, disse Blaauw, é projetar computadores minúsculos que não possam apenas conversar com seus operadores.
“Portanto, o próximo Santo Graal é realmente que eles se comuniquem”, disse ele.
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