Este robô é menor que um grão de sal – e funciona sozinho

Cientistas das universidades da Pensilvânia e de Michigan, nos EUA, anunciaram a criação do menor robô autônomo e totalmente programável já desenvolvido. Invisível a olho nu, ele é medido em micrômetros, que é 10 mil vezes menor que um centímetro. O robôzinho tem 200 por 300 por 50 micrômetros de dimensões – é menor do que um grão de sal e próximo do tamanho de um microrganismo unicelular.

Mas tamanho não é mesmo documento: ele consegue perceber o ambiente, tomar decisões simples, se mover de forma independente e operar por meses sem controle externo. O feito foi descrito em dois artigos científicos complementares, publicados na Science Robotics e nos Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS) .

Reduzir robôs a essa escala é um desafio perseguido pela engenharia há décadas. O problema não é apenas "encolher" peças. Quando um objeto passa do tamanho humano para o microscópico, as regras físicas que governam seu movimento mudam radicalmente.

No nosso cotidiano, forças como a gravidade e a inércia dominam: uma bola continua rolando depois de empurrada; um carro mantém velocidade até frear. Em escalas microscópicas, essas forças quase desaparecem. Em seu lugar, entram em cena o arrasto e a viscosidade do fluido ao redor.

Na prática, isso significa que, para um robô microscópico submerso em água, mover-se é como tentar atravessar um tanque de melaço. A água, que para nós parece "leve", se comporta como um material espesso e pegajoso.

Qualquer tentativa de empurrá-la com pernas, pás ou hélices – estratégias comuns em robôs maiores – se torna extremamente ineficiente ou simplesmente inviável. Além disso, estruturas móveis em microescala quebram com facilidade e são muito difíceis de fabricar com precisão.

A miniaturização também impõe limites severos à eletrônica. Quanto menor o chip, menor a área disponível para armazenar energia. Baterias convencionais simplesmente não cabem em um dispositivo desse tamanho.

Mesmo captar energia do ambiente é difícil: superfícies menores coletam menos luz, menos calor e menos energia em geral. Ao mesmo tempo, circuitos eletrônicos nunca são perfeitamente isolados e sempre "vazam" energia, mesmo quando estão em repouso. Em chips muito pequenos, esse vazamento passa a representar uma fração significativa do consumo total, tornando o funcionamento contínuo um desafio.

Como o robô foi criado?

Para contornar esse conjunto de problemas, as equipes adotaram uma estratégia inspirada na indústria de semicondutores, o setor responsável pela fabricação de chips usados em computadores, celulares e sensores.

Em vez de montar robôs peça por peça, os pesquisadores fabricaram centenas deles simultaneamente em uma única lâmina de silício, usando processos industriais de litografia. Essa técnica permite desenhar circuitos, sensores e estruturas com precisão nanométrica, camada por camada, de forma altamente padronizada e barata quando feita em grande escala.

Dentro de cada robô está um computador microscópico completo: processador, memória, sensores, circuitos de comunicação e pequenos painéis solares. Esses painéis ocupam a maior parte da área do dispositivo, justamente porque captar energia suficiente é o maior gargalo do sistema.

Fonte: Superinteressante