Robôs solares de tamanho microscópico operam sem fios e executam tarefas autônomas que ampliam o alcance da robótica moderna Cientistas dos Estados Unidos criaram o menor robô autônomo e programável do mundo. Seu tamanho impedia que fosse visto a olho nu. Ele funcionou com energia solar por vários meses e custou menos de US$ 0,01 por unidade. O avanço ampliou o alcance da robótica na medicina e nos processos industriais. Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia e da Universidade de Michigan apresentaram a tecnologia na Science Robotics e na PNAS.
Esses microrrobôs mediam entre 200 e 300 micrómetros de altura e 50 micrómetros de largura. A equipa científica indicou que a redução atingiu uma escala 10.000 vezes menor do que o habitual em robótica. O objetivo era abrir um novo campo para máquinas programáveis em dimensões microscópicas. A miniaturização eletrônica avançou rapidamente nas últimas décadas. O mesmo não aconteceu com a robótica. O setor enfrentou um impedimento técnico que dificultou a operação autónoma abaixo da escala de um milímetro. O problema persistiu por quase 40 anos. A física nesse tamanho mudou completamente.
Um sistema de movimento baseado na «natação» microscópica
Para superar o desafio, os investigadores desenvolveram uma forma diferente de propulsão. Cada robô gerou um campo elétrico que deslocou íons no líquido próximo. Esses íons empurraram moléculas de água e criaram um fluxo impulsionador. O movimento imitou um tipo de natação eficaz nessa escala. Os robôs ajustaram o campo elétrico para realizar deslocamentos complexos. Eles também agiram em grupos coordenados com movimentos comparáveis a um cardume. A velocidade atingiu até um comprimento corporal por segundo. A ausência de peças móveis proporcionou durabilidade e permitiu a manipulação repetida sem danos.
O desenvolvimento do sistema autónomo foi complementado com a contribuição do laboratório de David Blaauw, na Universidade de Michigan. A equipa criou alguns dos computadores mais pequenos do mundo. O desafio consistiu em operar com apenas 75 nanoWatts, um valor 100.000 vezes menor do que o consumo de um relógio inteligente. Os circuitos foram projetados para funcionar com voltagens muito baixas e reduziram o consumo de energia em mais de mil vezes. O grupo científico reconfigurou a forma de armazenar e executar instruções. A programação foi comprimida para se ajustar a uma memória microscópica sem perder capacidade operacional.
Robôs que detectam temperatura e enviam sinais
Os microrrobôs incorporaram sensores capazes de medir a temperatura com uma precisão aproximada de 0,3 °C. Essa qualidade permitiu deslocamentos para zonas mais quentes e tarefas de monitoramento térmico. Para comunicar os dados, a equipa criou um sistema baseado em sequências de movimento. Cada robô codificou as informações em um padrão reconhecível sob um microscópio com câmara. A técnica lembrava a maneira como as abelhas transmitem informações por meio de deslocamentos.
Cada unidade também tinha um código único, o que facilitou a programação individual por meio de pulsos de luz. Com isso, diferentes robôs assumiram funções específicas dentro da mesma missão. Os investigadores explicaram que esta versão funciona como base para melhorias futuras. Os robôs poderiam executar programas mais complexos e integrar sensores adicionais. Também poderiam aumentar a velocidade e operar em ambientes mais exigentes. A expectativa aponta para novas aplicações na medicina, sobretudo no acompanhamento de células individuais. O setor industrial também poderia beneficiar-se com ferramentas capazes de construir ou inspecionar dispositivos em escalas microscópicas.
