Pesquisadores desenvolvem robô microscópico capaz de funcionar durante meses

Robô – A busca por dispositivos cada vez menores revolucionou a eletrônica nas últimas décadas, mas a robótica ainda enfrentava um obstáculo importante: reunir sistemas de locomoção, sensores, processamento e alimentação em um equipamento microscópico. Esse desafio acaba de ser superado por pesquisadores das universidades da Pensilvânia e de Michigan, que desenvolveram um robô autônomo e programável menor que um grão de sal.

Os resultados do projeto foram apresentados em dois estudos publicados simultaneamente nas revistas Science Robotics e PNAS. Segundo os autores, trata-se do menor robô autônomo e programável já desenvolvido, abrindo caminho para avanços em áreas como medicina, biotecnologia e fabricação de alta precisão.

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O dispositivo mede apenas 200 × 300 × 50 micrômetros, tamanho suficiente para caber sobre uma das cristas de uma impressão digital. Mesmo com dimensões tão reduzidas, ele consegue se deslocar de forma independente em ambientes líquidos durante meses, sem utilizar cabos, baterias convencionais, hélices ou controle contínuo de um operador.

Sistema de propulsão dispensa motores convencionais

Para alcançar esse nível de miniaturização, os pesquisadores recorreram a um método diferente dos motores tradicionais. O robô utiliza um sistema baseado em eletro-osmose, que cria um pequeno campo elétrico ao seu redor.

Esse campo movimenta os íons presentes no líquido, gerando um fluxo de água que impulsiona o equipamento. Ao modificar a direção do campo elétrico, o robô consegue avançar, mudar de direção e realizar curvas sem depender de componentes mecânicos, reduzindo o desgaste do sistema.

Embora a velocidade seja de aproximadamente um comprimento do próprio corpo por segundo, esse não era o principal objetivo do projeto. O diferencial está na capacidade de manter a movimentação por meses praticamente sem necessidade de manutenção.

Computação e alimentação em escala microscópica

Além da propulsão, cada robô incorpora uma microcomputadora desenvolvida para operar com um consumo extremamente baixo de energia. O circuito permite armazenar instruções, interpretar informações coletadas pelos sensores e tomar decisões sem depender de comunicação permanente com computadores externos.

A alimentação elétrica também segue um modelo incomum. Em vez de baterias, o dispositivo utiliza microcélulas fotovoltaicas que convertem a luz emitida por LEDs em eletricidade. Enquanto houver iluminação adequada, o robô permanece em funcionamento.

A mesma fonte luminosa também é utilizada para programação. Por meio de padrões específicos de iluminação, os pesquisadores conseguem enviar comandos individuais para centenas de robôs presentes no mesmo recipiente, sem necessidade de contato físico.

Na versão atual, o equipamento conta com sensores capazes de detectar pequenas variações de temperatura. Ao identificar um gradiente térmico, ajusta automaticamente sua trajetória para se aproximar ou se afastar das regiões desejadas. As informações são registradas pelos pesquisadores por meio do padrão de movimentação observado em câmeras acopladas a microscópios.

Produção em larga escala amplia possibilidades

Outro destaque do projeto é o baixo custo de fabricação. Utilizando técnicas semelhantes às empregadas na indústria de semicondutores, cada unidade pode ser produzida por aproximadamente um centavo de dólar. Como centenas de robôs são fabricados simultaneamente em uma única pastilha de silício, o custo individual diminui significativamente, favorecendo a produção em larga escala.

Segundo os pesquisadores, futuras versões poderão atuar em culturas celulares, contribuir para a montagem de componentes microscópicos na indústria eletrônica e até navegar por fluidos biológicos para monitorar parâmetros que hoje são difíceis de medir.

Os autores ressaltam que a tecnologia ainda está em fase inicial, mas já demonstra ser capaz de integrar processamento, sensores, alimentação e locomoção em uma escala considerada inviável até pouco tempo. As próximas etapas do desenvolvimento incluem a incorporação de sensores mais avançados, maior capacidade computacional e novas funcionalidades voltadas para aplicações em medicina, biotecnologia e manufatura de alta precisão.

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(Com informações de Gizmodo)

(Foto: Reprodução/Imagem gerada com IA)