Meio século depois de Neil Armstrong ter proferido de forma memorável as palavras “um salto gigante para a humanidade”, a inovação tecnológica tornou-se menor. Sim, ainda nos emocionamos com os enormes edifícios que arranham o céu e com o poder dos foguetes que desafiam a gravidade, mas muitos dos maiores avanços ocorrem em uma escala inimaginavelmente pequena perto daquelas de antigamente. As novas gerações de dispositivos móveis – sejam eles laptops, smartphones e relógios inteligentes – reduzem apenas alguns milímetros a espessura de seus já finos antecessores; tornando dispositivos já pequenos e portáteis ainda menores e mais portáteis. A tecnologia CRISPR/cas9 permite aos cientistas editar genes únicos; como resultado, potencialmente erradicando doenças mortais. Novos processos em escala nanométrica permitem que os projetistas de chips coloquem cada vez mais transistores na superfície dos circuitos integrados; duplicando o poder de computação a cada 12-18 meses no processo.
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- Os exemplos estão por toda parte
- Como vamos usá-los?
O mundo da robótica não é diferente. Pense que robôs como o Boston Dynamics Robô Spot de inspiração canina ou robô humanóide Atlas estão no topo da pilha de inovação, simplesmente porque são os mais visíveis? Não tão rápido! No extremo mais ínfimo do espectro, os avanços podem não ser tão aparentes — mas, à sua escala, podem ser ainda mais entusiasmantes.
Bem-vindo ao mundo dos robôs em microescala, um gênero de robótica que chama menos a atenção do tipo parar e olhar do que seus irmãos e irmãs mais velhos metálicos, mas potencialmente igualmente transformador. Esses robôs podem ser úteis para uma ampla gama de aplicações, desde a realização de feitos cirúrgicos em microescala ou nanoescala até a exploração de outros planetas.
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Os exemplos estão por toda parte
Demonstrações desta tecnologia em ação estão por toda parte. Recentemente, pesquisadores da Universidade do Sul da Califórnia construíram um robô voador inspirado em insetos que pesa apenas 95 miligramas e é menor que um centavo.
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Enquanto isso, no Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes da Alemanha, por exemplo, os engenheiros construiu um pequeno carro dirigível. Isso não parece particularmente incomum até você ouvir que o carro em questão não é um carro pequeno como um Chevrolet Spark ou um Ford Fiesta, mas sim um robô em forma de carro com apenas 40 a 50 micrômetros de diâmetro. tamanho. Isso é cerca de metade do diâmetro de um único fio de cabelo humano. O laboratório construiu uma série de micromáquinas móveis automontáveis que podem ser programadas para serem montadas em uma ampla variedade de formações diferentes, dependendo do que é exigido delas. E isso não é tudo.
“Nossa equipe propôs [uma série de] novos microrobôs sintéticos e bio-híbridos”, Dr., diretor do Departamento de Inteligência Física do Instituto Max Planck, disse à Digital Trends. “Como robôs sintéticos de pequena escala, demonstramos vários robôs móveis sem fio programáveis de formato suave com capacidade de locomoção múltipla e operação multifuncional. Esses minúsculos robôs macios foram inspirados em animais macios de pequena escala, como águas-vivas, lagartas, mornos, espermatozóides e larvas de besouros. Como microrobôs bio-híbridos, [também] propusemos micronadadores movidos por bactérias e algas para entregar o anexo carga em regiões-alvo enquanto detectam o microambiente, [como] gradientes químicos ou de oxigênio, mudanças de pH e luz."
“[Os microrobôs podem ser úteis] para diagnóstico e tratamento médico não invasivo ou minimamente invasivo de curta ou longa duração.”
A palavra “eles”, no plural, é muito usada quando as pessoas falam sobre microrobôs. Poderíamos considerar ter vários robôs de grande porte trabalhando juntos, mas é provável que apenas alguns funcionem em conjunto uns com os outros. Parafraseando o “Boulevard of Broken Dreams” do Green Day, robôs desta escala são projetados para andar (ou rolar, ou rastejar, ou nadar, ou pular) sozinhos. Não é o caso na extremidade menor do espectro.
“Com os robôs tradicionais, os robôs precisam ser sofisticados e capazes de realizar tarefas complexas, geralmente sozinhos”, disse Dea Gyu Kim, candidato a doutorado que trabalha com microrobôs na Georgia Tech. “No entanto, com microrrobôs eles podem ser mais baratos e simples. Em vez de depender de [um] único robô para realizar uma ação complexa específica, um grande grupo deles pode interagir de maneiras diferentes para realizar ações diferentes.”
Este minúsculo robô feito na Georgia Tech é quase invisível
Os robôs nos quais Kim está trabalhando têm alguns milímetros de comprimento, mais ou menos do tamanho de uma formiga. (Embora, no futuro, a equipe espere diminuir ainda mais.) Chamado “bots de cerdas”, as criações impressas em 3D andam sobre quatro ou seis pernas semelhantes a cerdas. Graças à presença de um atuador piezoelétrico feito de titanato de zirconato de chumbo em suas costas, eles podem ser dirigidos por meio de pequenas vibrações.
Como vamos usá-los?
“A aplicação ideal no mundo real [para esses robôs] para mim é usar um grande grupo de bots de cerdas para acessar áreas de difícil acesso, como rachaduras dentro de grandes infraestruturas ou pequenas lacunas em máquinas complexas, onde humanos ou robôs típicos não podem realizar pesquisas”, Kim contínuo. “[Eles poderiam trabalhar] imitando comportamentos de forrageamento de insetos e [transmitindo] dados de interesse.”
Metin Sitti, por sua vez, acredita que a área médica é onde esses pequenos robôs serão mais úteis. “Acredito que o maior impacto científico e social da microrobótica móvel seria na saúde, onde microrobôs sem fio podem acessar áreas sem precedentes ou de difícil acesso dentro do corpo humano”, Sitti contínuo. “[Isso pode ser útil] para diagnóstico e tratamento médico não invasivo ou minimamente invasivo de curta ou longa duração. Portanto, meu grupo se concentrou na aplicação de nossos novos microrobôs para diversas aplicações médicas, como terapia direcionada ao câncer, embolização, abertura de coágulos sanguíneos, biópsia e microcirurgia.”
Há muito mais ideias de onde essas duas vieram também. Desde agentes de imagem contínua até microequipes de robôs capazes de mover objetos muito maiores do que eles próprios, até microrobôs controlados por ímã que podem remover metais pesados de água contaminada, existem poucas áreas onde os microrrobôs não podem ser úteis em alguma capacidade. À medida que os investigadores demonstrarem cada vez mais a sua capacidade de se deslocarem numa variedade de terrenos, desde inclinações traiçoeiras até nadar através de fluidos corporais, eles tornar-se-ão cada vez mais úteis.
Gargalos ainda existem, é claro. Tal como acontece com robôs maiores, estes incluem o desafio de alimentar robôs sem ter que mantê-los amarrados, tornando-os mais ágeis e fabricando-os em massa com mais facilidade. No caso de aplicações médicas, também será necessário comprovar que são seguras antes de poderem ser utilizadas. Viagem Fantásticamissões de estilo através do corpo humano. Mas estes desafios estão a ser trabalhados, aperfeiçoados e, em muitos casos, resolvidos por um número cada vez maior de investigadores em todo o mundo.
Como disse certa vez o físico Richard Feynman sobre o campo da nanotecnologia, primo menor da microrobótica: “Há muito espaço na parte inferior.” Mas certamente não é por falta de interesse!
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