Nanorobótica vai beneficiar Saúde e Agricultura

Parece ficção científica, mas não é. Um robô na forma de um minúsculo caranguejo, com apenas meio milímetro de largura, controlado remotamente foi apresentado recentemente por engenheiros da Northwestern University.

O minirrobô pode se dobrar, contorcer, rastejar, andar, girar e até pular. Os pesquisadores também desenvolveram uma versão semelhante a minhocas, grilos e besouros. Embora a pesquisa seja exploratória neste momento, eles acredita que essa tecnologia ser aplicada, por exemplo, como assistentes cirúrgicos para limpar artérias entupidas, estancar hemorragias internas ou eliminar tumores cancerígenos – tudo em procedimentos minimamente invasivos. Também pode ser usada  em tarefas dentro de espaços bem confinados ou para reparar ou montar pequenas estruturas ou máquinas industriais.

A pesquisa foi publicada em maio na revista Science Robotics. Em setembro de 2021, a mesma equipe de engenheiros apresentou um microchip alado, considerado a menor estrutura voadora já feita pelo homem.

“Nossa miniatura permite diversas modalidades de movimento controlado e pode andar com uma velocidade média de metade do comprimento do corpo por segundo. Isso é muito desafiador para alcançar em escalas tão pequenas para robôs terrestres”, afirma Yonggang Huang, que liderou o trabalho teórico.

Menor que uma pulga, o robô não usa sistemas complexos de hardware, hidráulicos ou de eletricidade. Sua inovação está na resiliência elástica de seu corpo. Para construí-lo, os pesquisadores usaram um material de liga com memória de forma que se transforma na “lembrança inicial” de seu formato quando aquecido. Os pesquisadores usaram um feixe de laser para aquecer rapidamente o robô em diferentes locais de sua estrutura. Uma fina camada de vidro devolve a parte correspondente estrutura à sua forma após o resfriamento. À medida que muda de forma, o robô se movimenta.

À flor da pele

Robôs também vão poder ganhar uma pele artificial desenvolvida pelo instituto de tecnologia Caltech e assim ter capacidade para medir temperatura, pressão e até manusear produtos químicos tóxicos com um simples toque.

A nova pele artificial faz parte de uma plataforma que a integra a um braço robótico e sensores que, por sua vez, se conectam à pele humana. Um sistema de aprendizado de máquina que interage com os dois permite que ao usuário humano controlar o robô com seus próprios movimentos e, ao mesmo tempo, receber feedback em sua própria pele.

A plataforma, apelidada de M-Bot, tem como objetivo garantir aos usuários um controle mais preciso sobre os robôs, além de protegê-los contra possíveis riscos, como contato com substâncias tóxicas.

“Robôs modernos estão desempenhando um papel cada vez mais importante nas áreas de agricultura, manufatura e segurança. Será que podemos dar a eles a sensação de toque e temperatura? Será que podemos fazê-los ter contato com produtos químicos, bactérias ou vírus infecciosos, em nosso lugar? Estamos trabalhando nisso”, explica Wei Gao, professor assistente de engenharia médica do Caltech.

A pele artificial para impressão desenvolvida no Caltech é um hidrogel gelatinoso que torna as pontas dos dedos do robô muito mais parecidas com as nossas. Embutidos nesse hidrogel há sensores que dão à pele artificial a capacidade de “tatear” o mundo ao seu redor. Segundo os pesquisadores, esses sensores são impressos na pele artificial da mesma forma que uma impressora a jato de tinta transfere o conteúdo para a folha de papel.

Como os sensores podem ser facilmente impressos, é possível projetar e testar novos tipos específicos por aplicação, seja ela química ou biológica, por exemplo. Gao espera que essa solução encontre aplicações em várias áreas, desde agricultura até segurança e proteção ambiental, permitindo que os operadores de robôs “sintam”, por exemplo, quanto pesticida está sendo aplicado em plantações ou se uma mochila suspeita deixada no aeroporto tem vestígios de explosivos.

Um artigo descrevendo a pesquisa também foi publicado recentemente na Science Robotics.

Outros robôs contra ervas daninhas

Já na agricultura, um robô com Inteligência Artificial (IA), com sensores e câmeras, ajuda a identificar e eliminar ervas daninhas com alto nível de precisão. A invenção, da startup agtech FarmWise com sede na Califórnia, é chamada Titan e é treinada para localizar e cortar ervas daninhas sem prejudicar as plantas. A meta é usar a tecnologia para simplificar os processos agrícolas e limitar o uso de pesticidas e herbicidas.

O Titan percorre campos agrícolas, tirando fotos do solo e cria um modelo 3D em tempo real, de acordo com Boyer. O sistema de IA do Titan é treinado com base em um banco de dados com mais de 450 milhões de imagens de plantas. A FarmWise trabalha com modelo de capina como serviço nos estados norte-americanos da Califórnia e do Arizona, o que significa que os agricultores pagam por hectare percorrido pelo robô Titan. A empresa conta atualmente com uma frota de 12 robôs.