Pesquisadores criam microrrobô autônomo menor que um grão de sal

Pesquisadores das universidades da Pensilvânia e de Michigan desenvolveram um microrrobô autônomo considerado o menor já criado com capacidade integrada de percepção do ambiente, processamento de dados e locomoção independente. O dispositivo é menor que um grão de sal e representa um avanço inédito na robótica em microescala.

Com dimensões aproximadas de 210 por 340 micrômetros e espessura de 50 micrômetros, o robô consegue concentrar, em uma única estrutura, sensores, memória, computação, comunicação e sistema de deslocamento. Até então, essas funções dependiam de equipamentos externos para operar em conjunto.

Projetado para atuar em ambientes fluidos, o microrrobô opera em condições nas quais forças como viscosidade e resistência do meio predominam sobre a gravidade. Diferentemente de versões anteriores, o sistema executa algoritmos digitais e ajusta seu comportamento com base em estímulos do entorno, sem necessidade de controle externo.

Segundo os pesquisadores, o principal desafio foi contornar as limitações físicas e energéticas impostas pela miniaturização extrema. Para isso, a equipe desenvolveu uma arquitetura eletrônica própria, fabricada em processo CMOS de 55 nanômetros e baseada em lógica digital subthreshold, mantendo o consumo de energia abaixo de 100 nanowatts.

Essa eficiência permitiu a incorporação de células solares, sensores de temperatura, circuitos de controle, receptor óptico para programação e comunicação, além de um processador com memória integrada. O deslocamento do robô também difere dos modelos tradicionais: em vez de motores ou partes móveis, ele utiliza campos elétricos para gerar correntes no fluido ao redor, criando o próprio fluxo que viabiliza o movimento.

A transmissão de informações segue o mesmo conceito simplificado. Dados coletados, como variações térmicas, são comunicados por sequências codificadas nos próprios movimentos do dispositivo, eliminando a necessidade de sistemas convencionais de envio de sinais.

Testes indicaram ainda que múltiplos microrrobôs podem operar de forma coordenada, formando padrões coletivos semelhantes a cardumes.

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Com iluminação constante por LEDs direcionados às células fotovoltaicas, os dispositivos conseguem funcionar de maneira autônoma por meses, embora a capacidade limitada de memória ainda restrinja a complexidade das tarefas executadas.

As possíveis aplicações incluem desde usos biomédicos, como manipulação de fluidos corporais, até o monitoramento de ambientes de difícil acesso ou condições extremas.

Os pesquisadores destacam, no entanto, que a tecnologia ainda está em fase inicial e que avanços em processamento, memória e inteligência embarcada serão determinantes para a adoção prática.

O estudo foi publicado em dezembro na revista Science Robotics.

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Suiça também lança microrrobô

Pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique (ETH Zurich) já haviam avançado nessa área ao desenvolver um microrrobô do tamanho de um grão de areia, capaz de se deslocar pelo corpo humano e liberar medicamentos de forma direcionada.

Guiado por campos magnéticos, o dispositivo foi projetado para concentrar a ação do fármaco no ponto exato da doença, reduzindo a dispersão pelo organismo e os efeitos colaterais.

O estudo, publicado na revista Science, teve testes bem-sucedidos em animais e modelos que simulam vasos sanguíneos, e os pesquisadores estimam que ensaios clínicos em humanos possam começar dentro de três a cinco anos.

Nathalia Fruchi

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