Um robô completo em escala microscópica

Pesquisadores das universidades da Pensilvânia e de Michigan, nos Estados Unidos, desenvolveram os menores robôs autônomos já criados, com dimensões tão reduzidas que se tornam invisíveis a olho nu. As máquinas possuem entre 200 e 300 micrômetros de altura e cerca de 50 micrômetros de largura, podendo se equilibrar facilmente sobre as cristas de uma impressão digital humana. Apesar do tamanho diminuto, os microrrobôs são completos: contam com sensores, sistema de propulsão, processamento interno e fonte própria de energia. Diferentemente de outras soluções em microescala, eles não dependem de fios, baterias externas, campos magnéticos ou controle remoto para operar.

Energia solar e autonomia prolongada

O funcionamento independente é garantido por minúsculos painéis solares integrados à estrutura do robô. Mesmo gerando apenas cerca de 75 nanowatts, essa energia é suficiente para manter o sistema ativo por meses, graças a circuitos eletrônicos projetados para operar com consumo extremamente reduzido. Cada unidade custa aproximadamente um centavo de dólar para ser produzida, o que torna viável a fabricação em larga escala. Segundo os pesquisadores, esse fator é decisivo para aplicações futuras que exigem o uso simultâneo de centenas ou milhares de microrrobôs.

Um desafio científico de décadas

Embora a miniaturização da eletrônica tenha avançado rapidamente nas últimas décadas, a robótica enfrentava um obstáculo persistente: criar máquinas autônomas funcionais abaixo da escala de um milímetro. Esse desafio permaneceu praticamente sem solução por cerca de 40 anos. Em escalas microscópicas, a física se comporta de forma diferente. Forças como gravidade e inércia perdem importância, enquanto efeitos como viscosidade e arrasto passam a dominar. Isso torna inviáveis mecanismos tradicionais, como rodas, pernas ou braços articulados, comuns em robôs maiores.

Locomoção baseada em campos elétricos

Para contornar essas limitações, a equipe desenvolveu um sistema de propulsão sem partes móveis. Os microrrobôs geram campos elétricos que movimentam íons no líquido ao redor. Esse deslocamento cria um fluxo que empurra o robô, permitindo que ele “nade” no ambiente microscópico. Esse método possibilita movimentos precisos e eficientes, inclusive em grupos coordenados, semelhantes a cardumes. Os robôs podem atingir velocidades equivalentes a até um comprimento corporal por segundo, além de apresentar alta durabilidade por não possuírem componentes mecânicos sujeitos a desgaste.

Processamento e programação em escala extrema

A autonomia dos microrrobôs só foi possível graças à integração com alguns dos menores computadores já desenvolvidos, criados pelo laboratório da Universidade de Michigan. Para operar com energia tão limitada, os circuitos foram projetados para funcionar em tensões extremamente baixas. Além disso, os pesquisadores precisaram redesenhar completamente a forma como os programas são armazenados e executados, condensando instruções complexas em comandos mínimos, compatíveis com a memória microscópica disponível.

Sensores e comunicação por movimento

Os microrrobôs são capazes de medir variações de temperatura com precisão de até um terço de grau Celsius. Com isso, conseguem se deslocar em direção a regiões mais quentes ou monitorar mudanças térmicas no ambiente.

Para transmitir essas informações, os robôs utilizam uma sequência específica de movimentos, semelhante a uma dança microscópica. Observando esse padrão por meio de microscópios com câmera, os cientistas conseguem decodificar os dados, em um processo inspirado na comunicação das abelhas.

Aplicações futuras na medicina e na indústria

Segundo os pesquisadores, esta é apenas a primeira geração da tecnologia. Versões futuras devem incorporar novos sensores, executar programas mais complexos e operar em ambientes ainda mais desafiadores.

As principais aplicações potenciais incluem monitoramento de células individuais, diagnóstico médico em microescala, inspeção de estruturas microscópicas e auxílio na fabricação de dispositivos industriais extremamente pequenos. Para os cientistas envolvidos, a criação desses microrrobôs estabelece uma base tecnológica inédita, com possibilidades que ainda estão sendo exploradas.

Com informações de Fatos Desconhecidos.