- Pesquisadores criaram robôs totalmente autônomos que são menores que um grão de sal
- Os robôs nadam usando campos elétricos para manipular os íons no fluido circundante
- O sistema de propulsão permite movimento coordenado e acelera até um comprimento de corpo por segundo
Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e da Universidade de Michigan afirmam ter criado os menores robôs totalmente programáveis e autônomos do mundo.
Cada robô mede aproximadamente 200 x 300 x 50 micrômetros, menor que um grão de sal, e opera na escala de microrganismos biológicos.
Os robôs operam sem amarras, campos magnéticos ou joysticks externos, tornando-os os primeiros dispositivos verdadeiramente autônomos do seu tamanho.
Nadando através da física microscópica
A equipe enfrentou desafios para criar sistemas de propulsão adequados para pequenos robôs; na verdade, nesta escala, forças como o arrasto e a viscosidade são dominantes, tornando ineficazes as flexões habituais dos membros ou do corpo.
Em vez disso, os robôs usam campos elétricos para manipular os íons no fluido circundante. Esses íons, por sua vez, empurram as moléculas de água, criando movimento.
Essa abordagem permite que os robôs nadem em padrões complexos e até mesmo se coordenem em grupos, atingindo velocidades de até um comprimento de corpo por segundo.
Como os eletrodos geradores de campo não possuem partes móveis, os robôs são extremamente duráveis e podem ser transferidos repetidamente entre amostras sem danos.
Colocar o computador, a memória, os sensores e os minúsculos painéis solares num chip submilimétrico apresentou outro desafio.
Os painéis solares ocupam a maior parte da superfície do robô e produzem apenas 75 nanowatts de energia, 100 mil vezes menos que um relógio inteligente.
Para operar sob restrições energéticas tão severas, a equipe de Michigan condensou as instruções do programa em circuitos altamente eficientes, reduzindo o consumo de energia mais de mil vezes.
Isto permite que cada robô armazene um programa, sinta seu ambiente e ajuste seu movimento de forma autônoma durante meses.
Os robôs carregam sensores eletrônicos capazes de medir a temperatura com precisão de um terço de grau Celsius.
Eles podem se deslocar para áreas mais quentes ou relatar medições, com dados codificados nos “movimentos” de uma pequena dança.
Os pesquisadores observam esses movimentos sob um microscópio e decodificam os sinais, de forma semelhante à forma como as abelhas se comunicam.
Cada robô pode ser programado com pulsos de luz, dando instruções exclusivas a robôs individuais e permitindo tarefas coordenadas de vários robôs.
Esta plataforma robótica submilimétrica é a base para avanços futuros; seus sistemas de propulsão, eletrônicos e energia podem ser dimensionados para operar em programas mais complexos, sensores adicionais, movimentos mais rápidos e ambientes mais desafiadores.
Esta conquista mostra que agora é possível integrar computação, detecção e atuação em escalas microscópicas.
Também pode ter implicações na medicina, permitindo o controle de células individuais e a fabricação de dispositivos em microescala.
via Techxplore
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